KR102051198B1 - High-strength, high-toughness steel plate, and method for producing the same - Google Patents

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슈사쿠 오타
노부유키 이시카와
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료 나가오
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

인장 강도, 샤르피 충격 흡수 에너지, 연성 파면율이 특정값 이상인 고강도·고인성 강판을 제공한다. 질량% 로, C:0.03 ∼ 0.08 %, Si:0.01 ∼ 0.50 %, Mn:1.5 ∼ 2.5 %, P:0.001 ∼ 0.010 %, S:0.0030 % 이하, Al:0.01 ∼ 0.08 %, Nb:0.010 ∼ 0.080 %, Ti:0.005 ∼ 0.025 %, N:0.001 ∼ 0.006 % 를 갖고, 추가로 Cu:0.01 ∼ 1.00 %, Ni:0.01 ∼ 1.00 %, Cr:0.01 ∼ 1.00 %, Mo:0.01 ∼ 1.00 %, V:0.01 ∼ 0.10 %, B:0.0005 ∼ 0.0030 % 에서 선택되는 1 종 이상을 갖고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 판두께 1/2 위치에서는, 섬 형상 마텐자이트의 면적률이 3 % 미만, 베이나이트의 면적률이 90 % 이상, 베이나이트 중의 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하이다.Provided is a high strength and high toughness steel sheet having a tensile strength, Charpy impact absorption energy, and a ductile wavefront ratio equal to or more than a specific value. In mass%, C: 0.03-0.08%, Si: 0.01-0.50%, Mn: 1.5-2.5%, P: 0.001-0.010%, S: 0.0030% or less, Al: 0.01-0.08%, Nb: 0.010-0.080 %, Ti: 0.005% to 0.025%, N: 0.001% to 0.006%, Cu: 0.01% to 1.00%, Ni: 0.01% to 1.00%, Cr: 0.01% to 1.00%, Mo: 0.01% to 1.00%, and V: It has 1 or more types chosen from 0.01 to 0.10% and B: 0.0005 to 0.0030%, remainder consists of Fe and an unavoidable impurity, and at the plate thickness 1/2 position, the area ratio of island-like martensite is 3%. The average particle diameter of cementite in bainite is less than or equal to 90% and the area ratio of bainite is less than 0.5 µm.

Description

고강도·고인성 강판 및 그 제조 방법{HIGH-STRENGTH, HIGH-TOUGHNESS STEEL PLATE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}High strength, high toughness steel plate and manufacturing method thereof {HIGH-STRENGTH, HIGH-TOUGHNESS STEEL PLATE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 고강도·고인성 강판과 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 고강도, 고샤르피 충격 흡수 에너지 및 우수한 DWTT 성능을 갖는 라인 파이프용 강관용 소재에 적합한 고강도·고인성 강판과 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high strength, high toughness steel sheet and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a high strength, high toughness steel sheet suitable for a line pipe steel material having high strength, high Charpy impact absorption energy, and excellent DWTT performance. will be.

천연 가스나 원유 등의 수송용으로서 사용되는 라인 파이프에서는, 고압화에 의한 수송 효율의 향상이나 박육화에 의한 현지 용접 시공 효율의 향상을 위해, 고강도화의 요망이 매우 높아지고 있다. 특히, 고압 가스를 수송하는 라인 파이프 (이하, 고압 가스 라인 파이프라고도 기재한다.) 에서는, 통상적인 구조용 강으로서 요구되는 강도, 인성 등의 재료 특성뿐만 아니라, 가스 라인 파이프 특유의 파괴 저항에 관한 재료 특성이 필요해진다.In line pipes used for the transportation of natural gas, crude oil, and the like, the demand for high strength is very high for the improvement of the transport efficiency by high pressure and the improvement of local welding construction efficiency by thinning. In particular, in a line pipe for transporting high pressure gas (hereinafter also referred to as a high pressure gas line pipe), not only the material properties such as strength and toughness required as conventional structural steels, but also materials related to breakdown resistance peculiar to gas line pipes Properties are needed.

통상적인 구조용 강에 있어서의 파괴 인성값은 취성 파괴에 대한 저항 특성을 나타내고, 사용 환경에서 취성 파괴가 발생하지 않도록 설계하기 위한 지표로서 사용된다. 한편, 고압 가스 라인 파이프에서는 대규모 파괴의 회피에 대한 취성 파괴의 억제만으로는 충분치 않고, 또한 불안정 연성 파괴라고 불리는 연성 파괴의 억제도 필요하다.Fracture toughness values in conventional structural steels exhibit resistance to brittle fracture and are used as indicators for designing so that brittle fracture does not occur in the use environment. On the other hand, in the high-pressure gas line pipes, suppression of brittle fracture for avoiding large-scale destruction is not sufficient, and suppression of ductile fracture called unstable ductile fracture is also necessary.

이 불안정 연성 파괴는, 고압 가스 라인 파이프에 있어서 연성 파괴가 관축 방향으로 100 m/s 이상의 속도로 전파되는 현상으로, 이로 인해 수 km 에도 미치는 대규모 파괴가 발생할 가능성이 있다. 그래서, 과거의 실관 가스 버스트 시험 결과로부터 구해진 불안정 연성 파괴 억제를 위해서 필요한 샤르피 충격 흡수 에너지값 및 DWTT (Drop Weight Tear Test) 시험값이 규정되고, 높은 샤르피 충격 흡수 에너지나 우수한 DWTT 특성이 요구되어 왔다. 또, 여기서 말하는 DWTT 시험값이란, 연성 파면율이 85 % 가 되는 파면 천이 온도를 말한다.This unstable ductile fracture is a phenomenon in which ductile fracture propagates at a velocity of 100 m / s or more in the tube axis direction in a high-pressure gas line pipe, which may cause a large-scale destruction of several kilometers. Therefore, the Charpy impact absorption energy value and the DWTT (Drop Weight Tear Test) test value required for suppressing the unstable ductility fracture obtained from the past actual gas burst test results are specified, and high Charpy impact absorption energy and excellent DWTT characteristics have been required. . In addition, the DWTT test value here means the wavefront transition temperature which will be 85% of a flexible wavefront.

이러한 요구에 대하여, 특허문헌 1 에서는, 압연 종료 후의 공랭 과정에 있어서의 페라이트 생성을 억제한 성분계에 있어서, 700 ℃ 이하의 누적 압하량을 30 % 이상으로 함으로써, 집합 조직이 발달된 베이나이트 주체의 조직으로 함과 함께, 구오스테나이트 입계에 존재하는 페라이트의 면적률을 5 % 이하로 함으로써, 높은 샤르피 충격 흡수 에너지와 우수한 DWTT 특성을 갖는 강관 소재용 후 (厚) 강판 및 그 제조 방법이 제안되어 있다.In response to such a demand, Patent Document 1 discloses a bainite main body in which an aggregate structure is developed by setting the cumulative reduction amount at 700 ° C. or lower to 30% or more in a component system that suppresses the formation of ferrite in the air cooling process after the end of rolling. By forming the structure and making the area ratio of the ferrite present in the old austenite grain boundary 5% or less, a post steel sheet for steel pipe material having high Charpy impact absorption energy and excellent DWTT characteristics and a method of manufacturing the same have been proposed. have.

특허문헌 2 에서는, 탄소 당량 (Ceq) 을 0.36 ∼ 0.60 으로 제어한 성분계에 있어서, 미재결정 온도역에서 누적 압하율 40 % 이상의 압연을 실시하는 1 차 압연 후, 재결정 온도 이상으로 가열한 후, Ar3 변태점 이하 Ar3 변태점-50 ℃ 이상의 온도로 냉각시키고 나서, 2 상 온도역에서 누적 압하율 15 % 이상의 2 차 압연을 실시하고, Ar1 변태점 이상의 온도로부터 600 ℃ 이하로 가속 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 높은 샤르피 충격 흡수 에너지와 우수한 DWTT 특성을 갖는 판두께가 20 mm 이상인 고강도·고인성 강관 소재의 제조 방법이 제안되어 있다.In patent document 2, in the component system which controlled the carbon equivalent (Ceq) to 0.36-0.60, after primary rolling which performs rolling of 40% or more of a cumulative reduction ratio in a non-recrystallization temperature range, after heating to recrystallization temperature or more, Ar 3 or less transformation point Ar 3 After cooling to a temperature of 50 ° C. or more, secondary rolling of 15% or more in the cumulative reduction ratio is performed in a two-phase temperature range, and accelerated cooling to 600 ° C. or less from a temperature of Ar 1 transformation point or more. A method for producing a high strength, high toughness steel pipe material having a high Charpy impact absorption energy and a plate thickness having excellent DWTT characteristics of 20 mm or more is proposed.

특허문헌 3 에서는, 질량% 로, C:0.04 ∼ 0.12 %, Mn:1.80 ∼ 2.50 %, Cu:0.01 ∼ 0.8 %, Ni:0.1 ∼ 1.0 %, Cr:0.01 ∼ 0.8 %, Mo:0.01 ∼ 0.8 %, Nb:0.01 ∼ 0.08 %, V:0.01 ∼ 0.10 %, Ti:0.005 ∼ 0.025 %, B:0.0005 ∼ 0.0030 % 를 함유하는 강을 오스테나이트 미재결정역에서 누적 압하율을 50 % 이상의 열간 압연을 실시하고, 그 후 Ar3 변태점 이상의 온도역으로부터 마텐자이트 생성 임계 냉각 속도 이상으로 Ms 점 이하 300 ℃ 이상의 온도역까지 냉각시킨 후, 온라인 가열한 마이크로 조직이 체적률로 90 % 이상인 템퍼드 마텐자이트와 하부 베이나이트의 혼합 조직인 것을 특징으로 하는, 높은 샤르피 충격 흡수 에너지와 우수한 DWTT 특성을 갖는 고장력 라인 파이프용 강판의 제조 방법이 제안되어 있다.In Patent Literature 3, in mass%, C: 0.04 to 0.12%, Mn: 1.80 to 2.50%, Cu: 0.01 to 0.8%, Ni: 0.1 to 1.0%, Cr: 0.01 to 0.8%, and Mo: 0.01 to 0.8% , Hot rolling at a cumulative reduction ratio of 50% or more in an austenitic non-recrystallized steel for steel containing Nb: 0.01 to 0.08%, V: 0.01 to 0.10%, Ti: 0.005 to 0.025%, and B: 0.0005 to 0.0030% and thereafter Ar 3 transformation point or more temperature range from martensite after cooling generated from the critical cooling rate of more than Ms point or less than 300 ℃ temperature region, online, the heated microstructure of 90% in volume ratio greater than tempering de martensite A method for producing a steel sheet for high tensile line pipes having a high Charpy impact absorption energy and excellent DWTT characteristics, which is a mixed structure of and lower bainite, has been proposed.

특허문헌 4 에서는, 질량% 로, C:0.03 ∼ 0.1 %, Mn:1.0 ∼ 2.0 %, Nb:0.01 ∼ 0.1 %, P≤0.01 %, S≤0.003 %, O≤0.005 % 를 함유하는 강을 Ar3+80 ℃ ∼ 950 ℃ 의 온도 범위 중에서 누적 압하율이 50 % 이상이 되도록 압연을 실시하고, 잠시 공랭시킨 후, Ar3 ∼ Ar3-30 ℃ 의 온도 범위 중에서 누적 압하량이 10 ∼ 30 % 가 되도록 압연함으로써, 압연 집합 조직을 발달시키지 않고 가공 페라이트를 이용한, 세퍼레이션이 발생하지 않는 고흡수 에너지를 갖는 판두께가 15 mm 이하인 고강도 강판의 제조 방법이 제안되어 있다.In patent document 4, Ar contains the steel containing C: 0.03-0.1%, Mn: 1.0-2.0%, Nb: 0.01-0.1%, P <0.01%, S <0.003%, and O <0.005% by mass%. 3 +80 subjected to rolling so that they are at the 50% cumulative rolling reduction in the temperature range of ℃ ~ 950 ℃, while such air cooling after, 10 to 30% reduction in the amount of accumulated Ar ~ Ar 3 temperature range of -30 ℃ 3 is By manufacturing by rolling, the manufacturing method of the high strength steel plate whose plate | board thickness which has high absorption energy which a separation does not generate | occur | produce using the processed ferrite without a rolling aggregate structure is 15 mm or less is proposed.

특허문헌 5 에서는, Pcm(=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B) 로 개시된 탄소 당량이 0.180 ∼ 0.220 % 인 강을 오스테나이트 미재결정 온도역에서의 누적 압하율이 50 ∼ 90 % 가 되도록 압연한 후, Ar3-50 ℃ 이상의 온도로부터 10 ∼ 45 ℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 강판 온도가 300 ∼ 500 ℃ 가 되었을 때에 냉각을 정지시키고, 그 후 방랭시킴으로써, 강판 표층부에 있어서의 섬형상 마텐자이트의 비율은 10 % 이하, 표층부보다 내부에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 혼합 조직의 비율은 90 % 이상이고, 또한 혼합 조직 중의 베이나이트의 비율은 10 % 이상, 베이나이트의 라스의 두께는 1 ㎛ 이하, 라스의 길이는 20 ㎛ 이하, 베이나이트의 라스 내의 시멘타이트 석출 입자의 장경은 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 우수한 인성, 고속 연성 파괴 특성 및 용접성을 갖는 고장력 강판 및 그 제조 방법이 제안되어 있다.In Patent Literature 5, the cumulative reduction ratio in the austenite-free recrystallization temperature range is 50 to 90 for steel having a carbon equivalent of 0.180 to 0.220%, disclosed as Pcm (= C + Si / 30 + (Mn + Cu + Cr) / 20 + Ni / 60 + Mo / 15 + V / 10 + 5B). after rolling, such that the%, and 10 to cool to 45 ℃ / sec or more cooling rate of from Ar 3 -50 ℃ temperature and stops the cooling when the temperature of the steel sheet is a 300 ~ 500 ℃, the surface layer portion and then, the steel sheet by bangraeng The ratio of the island-like martensite in 10% or less, the ratio of the mixed structure of ferrite and bainite in the interior from the surface layer portion is 90% or more, and the ratio of bainite in the mixed structure is 10% or more, bainite Has a thickness of 1 μm or less, a length of the lath of 20 μm or less, and a long diameter of cementite precipitated particles in the bainite lath of 0.5 μm or less. High-strength steel sheet and a manufacturing method having the characteristic masses and weldability has been proposed.

일본 공개특허공보 2010-222681호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-222681 일본 공개특허공보 2009-127071호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-127071 일본 공개특허공보 2006-265722호Japanese Laid-Open Patent Publication 2006-265722 일본 공개특허공보 2003-96517호Japanese Laid-Open Patent Publication 2003-96517 일본 공개특허공보 2006-257499호Japanese Patent Laid-Open No. 2006-257499

그런데, 최근의 고압 가스 라인 파이프 등에 적용되는 강판으로는, 보다 고강도이고 고인성인 것이 요구되고 있고, 구체적으로는 인장 강도가 625 MPa 이상이고, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상이고, -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율이 85 % 이상인 것이 요구되고 있다.By the way, as a steel plate applied to the high pressure gas line pipe etc. of recent years, it is requested | required that it is high strength and high toughness, specifically, tensile strength is 625 Mpa or more, and Charpy impact absorption energy in -40 degreeC is 375 J or more. And the ductile fracture rate obtained by the DWTT test at -40 ° C is required to be 85% or more.

특허문헌 1 에서는 실시예에 있어서의 샤르피 충격 시험은 판두께의 1/4 위치로부터 채취한 시험편으로 실시하고 있기 때문에, 압연 후의 냉각 속도가 느린 판두께 중앙부에서는 원하는 조직이 얻어지지 않고, 특성의 열화가 우려되어, 라인 파이프용 강관 소재로서 불안정 연성 파괴에 대한 정지 성능이 저위일 가능성이 있다.In the patent document 1, since the Charpy impact test in an Example is performed with the test piece extract | collected from the 1/4 position of plate | board thickness, desired structure is not obtained in the plate | board thickness center part with a slow cooling rate after rolling, and deterioration of a characteristic is carried out. In this regard, there is a possibility that the stopping performance against unstable ductile fracture is low as the steel pipe material for the line pipe.

또한, 특허문헌 2 에서는 1 차 압연 후에 재가열 공정이 필수여서, 온라인의 가열 장치가 필요하기 때문에, 제조 공정의 증가로 인한 제조 비용의 상승이나 압연 능률의 저하가 우려된다. 또한, 실시예에 있어서의 샤르피 충격 시험은 판두께의 1/4 위치로부터 채취한 시험편으로 실시하고 있기 때문에, 판두께 중앙부에서는 특성의 열화가 우려되어, 라인 파이프용 강관 소재로서 불안정 연성 파괴에 대한 정지 성능이 저위일 가능성이 있다.Moreover, in patent document 2, since a reheating process is essential after primary rolling, an on-line heating apparatus is required, and there is a concern about an increase in manufacturing cost and a decrease in rolling efficiency due to an increase in the manufacturing process. In addition, since the Charpy impact test in the Example is performed with the test piece collected from the 1/4 position of the plate | board thickness, in the center of plate | board thickness, there exists a possibility of the characteristic deterioration, and as a steel pipe material for line pipes, There is a possibility that the stopping performance is low.

특허문헌 3 에 기재된 기술은, 템퍼드 마텐자이트를 활용한 TS≥900 MPa 의 고강도 강판에 관한 기술로서, 강도는 매우 높지만 샤르피 충격 흡수 에너지는 반드시 높지는 않기 때문에, 라인 파이프용 강관 소재로서 불안정 연성 파괴에 대한 정지 성능이 저위일 가능성이 있다. 또, 압연 후, Ms 점 이하의 온도역까지 가속 냉각시키기 때문에, 강판 형상의 열화도 우려된다. 또한, 온라인 가열 장치가 필요하기 때문에, 제조 공정의 증가로 인한 제조 비용의 상승이나 압연 능률의 저하도 우려된다.The technique described in Patent Document 3 is a technique relating to a high strength steel sheet of TS≥900 MPa utilizing tempered martensite, which is very unstable as a steel pipe material for line pipe because the strength is very high but the Charpy impact absorption energy is not necessarily high. There is a possibility that the stopping performance against ductile failure is low. Moreover, since it accelerates cooling to the temperature range below Ms point after rolling, deterioration of a steel plate shape is also concerned. In addition, since an on-line heating device is required, an increase in manufacturing cost and a decrease in rolling efficiency due to an increase in the manufacturing process are also feared.

특허문헌 4 에 기재된 기술은, Ar3+80 ℃ 로부터 950 ℃ 이하의 온도역에서 50 % 이상의 누적 압가율로 압가한 후, Ar3 ∼ Ar3-30 ℃ 의 온도역에서의 압연까지 공랭이 필요하기 때문에, 압연 시간이 장시간화되어, 압연 능률의 저하가 우려된다. 또한, DWTT 시험에 관한 기재가 없고, 취성 파괴의 전파 정지 성능이 열등한 것이 우려된다.The technique described in Patent Literature 4 needs to be air cooled until rolling at a temperature range of Ar 3 to Ar 3 to 30 ° C., after pressing down at a cumulative rolling rate of 50% or more in a temperature range of Ar 3 + 80 ° C. to 950 ° C. or lower. Therefore, rolling time is prolonged for a long time and the fall of rolling efficiency is feared. Moreover, there is no description regarding DWTT test, and it is feared that the propagation stop performance of brittle fracture is inferior.

특허문헌 5 에 기재된 기술은, 고강도 및 고인성을 얻기 위해서 표층부로부터 내부의 조직을 실질적으로 페라이트 및 베이나이트의 혼합 조직으로 하고 있다. 그러나, 페라이트와 베이나이트의 계면은 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되기 때문에, -40 ℃ 와 같은 보다 엄격한 사용 환경을 상정한 경우, 충분한 샤르피 충격 흡수 에너지를 갖고 있다는 할 수 없어, 라인 파이프용 강관 소재로서 불안정 연성 파괴에 대한 정지 성능이 불충분할 가능성이 있다.In the technique described in Patent Document 5, the internal structure from the surface layer portion is substantially a mixed structure of ferrite and bainite in order to obtain high strength and high toughness. However, since the interface between ferrite and bainite is a starting point of ductile cracking or brittle cracking, assuming a more stringent use environment such as -40 ° C, it cannot be said to have sufficient Charpy impact absorption energy. As a steel pipe material, there is a possibility that the stopping performance against unstable ductile fracture is insufficient.

이와 같은 특허문헌 1 ∼ 5 에 기재된 기술에서는, 인장 강도가 625 MPa 이상이고, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상이고, -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율이 85 % 이상인 강판을 안정적으로 제조하는 것은 실현할 수 없었다.In the technique described in such Patent Documents 1 to 5, the tensile strength is 625 MPa or more, the Charpy impact absorption energy at -40 ° C is 375 J or more, and the ductile wavefront ratio obtained by the DWTT test at -40 ° C is 85%. It was not possible to manufacture stably the steel sheet above.

그래서 본 발명은 이러한 사정을 감안하여, 625 MPa 이상의 인장 강도를 갖고, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상이고, 또한 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율이 85 % 이상인 고강도·고인성 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in view of such circumstances, the present invention has a tensile strength of 625 MPa or more, the Charpy impact absorption energy at −40 ° C. is 375 J or more, and the ductile wave ratio obtained in the DWTT test at −40 ° C. is 85% or more. An object of the present invention is to provide a high strength, high toughness steel sheet and a method of manufacturing the same.

본 발명자들은, 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성에 미치는 각종 요인에 대해서, 라인 파이프용 강판을 대상으로 예의 검토하였다. 그 결과, C, Mn, Nb, Ti 등을 함유하는 강판에 있어서,MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors earnestly examined about the steel plate for line pipes about the various factors which affect Charpy impact absorption energy and DWTT characteristic. As a result, in the steel plate containing C, Mn, Nb, Ti, etc.,

(1) 오스테나이트 미재결정 온도역에서의 누적 압하율이나 압연 온도를 제어 함과 함께,(1) While controlling the cumulative reduction rate and rolling temperature in the austenite uncrystallized temperature range,

(2) 냉각 정지 온도를 Ms 점 바로 위로 함으로써 섬형상 마텐자이트 (Martensite-Austenite constituent, 이하, MA 라고도 기재한다.) 을 최대한 저감시킨 베이나이트 주체의 조직으로 할 수 있게 되고,(2) By making the cooling stop temperature just above the Ms point, the structure of bainite can be made as much as possible by reducing the island-like martensite (also referred to as MA).

(3) 또한 냉각 정지 온도±50 ℃ 의 온도에서 유지함으로써, 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경을 0.5 ㎛ 이하로 억제할 수 있게 되어,(3) Furthermore, by maintaining at a temperature of cooling stop temperature ± 50 ° C, the average particle diameter of cementite present in bainite can be suppressed to 0.5 m or less,

높은 샤르피 충격 흡수 에너지나 우수한 DWTT 특성을 갖는 고강도·고인성 강판이 얻어지는 것을 지견하였다.It was found that a high strength, high toughness steel sheet having high Charpy impact absorption energy and excellent DWTT characteristics was obtained.

본 발명의 요지는 이하과 같다.The gist of the present invention is as follows.

[1] 질량% 로, C:0.03 % 이상 0.08 % 이하, Si:0.01 % 이상 0.50 % 이하, Mn:1.5 % 이상 2.5 % 이하, P:0.001 % 이상 0.010 % 이하, S:0.0030 % 이하, Al:0.01 % 이상 0.08 % 이하, Nb:0.010 % 이상 0.080 % 이하, Ti:0.005 % 이상 0.025 % 이하, N:0.001 % 이상 0.006 % 이하를 함유하고, 추가로 Cu:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Ni:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Cr:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Mo:0.01 % 이상 1.00 % 이하, V:0.01 % 이상 0.10 % 이하, B:0.0005 % 이상 0.0030 % 이하에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강판이고, 그 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 섬형상 마텐자이트의 면적률이 3 % 미만으로, 또한 상기 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트의 면적률이 90 % 이상이고, 상기 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하인 마이크로 조직을 갖는 고강도·고인성 강판.[1] In mass%, C: 0.03% or more and 0.08% or less, Si: 0.01% or more and 0.50% or less, Mn: 1.5% or more and 2.5% or less, P: 0.001% or more and 0.010% or less, S: 0.0030% or less, Al : 0.01% or more and 0.08% or less, Nb: 0.010% or more and 0.080% or less, Ti: 0.005% or more and 0.025% or less, N: 0.001% or more and 0.006% or less, and further Cu: 0.01% or more and 1.00% or less : 0.01% or more and 1.00% or less, Cr: 0.01% or more and 1.00% or less, Mo: 0.01% or more and 1.00% or less, V: 0.01% or more and 0.10% or less, B: 0.0005% or more and 0.0030% or less It is a steel plate which has a component composition which consists of remainder Fe and an unavoidable impurity, The area ratio of island-like martensite in 1/2 position of the plate | board thickness direction of this steel plate is less than 3%, and The area ratio of bainite at 1/2 position in the plate thickness direction is 90% or more, and The high strength and toughness steel plate which has a micro structure whose average particle diameter of cementite which exists in bainite in the 1/2 position of the plate | board thickness direction of a base steel plate is 0.5 micrometer or less.

[2] 상기 성분 조성에 더하여 추가로 질량% 로, Ca:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하, REM:0.0005 % 이상 0.0200 % 이하, Zr:0.0005 % 이상 0.0300 % 이하, Mg:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 상기 [1] 에 기재된 고강도·고인성 강판.[2] In addition to the above-mentioned ingredient composition, in mass%, Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less, REM: 0.0005% or more and 0.0200% or less, Zr: 0.0005% or more and 0.0300% or less, and Mg: 0.0005% or more and 0.0100% or less The high strength and toughness steel plate as described in said [1] containing 1 or more types chosen.

[3] 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 고강도·고인성 강판의 제조 방법으로, 강 슬래브를 1000 ℃ 이상 1250 ℃ 이하로 가열하고, 오스테나이트 재결정 온도역에 있어서 압연 후, 오스테나이트 미재결정 온도역에 있어서 누적 압하율 60 % 이상의 압연을 실시하고, (Ar3 점+50 ℃) 이상 (Ar3 점+150 ℃) 이하의 온도에서 압연을 종료하고, Ar3 점 이상 (Ar3 점+100 ℃) 이하의 냉각 개시 온도로부터 10 ℃/s 이상 80 ℃/s 이하의 냉각 속도로 Ms 점 이상 (Ms 점+100 ℃) 이하의 냉각 정지 온도까지 가속 냉각을 하고, 또한 냉각 정지 온도±50 ℃ 의 온도 범위에서 50 s 이상 300 s 미만 유지하고, 그 후 100 ℃ 이하의 온도역까지 공랭을 실시하는 고강도·고인성 강판의 제조 방법.[3] The method for producing a high strength, high toughness steel sheet according to the above [1] or [2], wherein the steel slab is heated to 1000 ° C or more and 1250 ° C or less, and then rolled in the austenite recrystallization temperature range, followed by austenite microcrystallization. In the temperature range, rolling is carried out at a cumulative reduction ratio of 60% or more, and the rolling is finished at a temperature of (Ar 3 points + 50 ° C) or more (Ar 3 points + 150 ° C) or less, and Ar 3 points or more (Ar 3 points + 100 ° C). Accelerated cooling from the cooling start temperature of the following to the cooling stop temperature of Ms or more (Ms point + 100 degrees C) or less at a cooling rate of 10 degrees C / s or more and 80 degrees C / s or less, and the temperature range of the cooling stop temperature ± 50 degreeC The method of manufacturing a high strength, high toughness steel sheet which is maintained at 50 s or more and less than 300 s and then air-cooled to a temperature range of 100 ° C. or less.

또, 본 발명에 있어서, 제조 조건에 있어서의 온도는, 특별히 언급하지 않는 이상 모두 강판 평균 온도로 한다. 강판 평균 온도는, 판 두께, 표면 온도 및 냉각 조건 등으로부터 시뮬레이션 계산 등에 의해 구해진다. 예를 들어, 차분법을 이용하여 판두께 방향의 온도 분포를 계산함으로써, 강판의 평균 온도가 구해진다.In addition, in this invention, all the temperature in manufacturing conditions shall be steel plate average temperature, unless there is particular notice. A steel plate average temperature is calculated | required by simulation calculation etc. from plate | board thickness, surface temperature, cooling conditions, etc. For example, the average temperature of a steel plate is calculated | required by calculating the temperature distribution of a plate thickness direction using a difference method.

본 발명에 따르면, 압연 조건 및 압연 후의 냉각 조건을 적정하게 제어함으로써, 강의 마이크로 조직을 베이나이트 주체로 하고, 또한 이 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경을 0.5 ㎛ 이하로 할 수 있게 되어, 이 결과, 모재의 인장 강도가 625 MPa 이상, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상이고, 또한 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율 (SA 값) 이 85 % 이상인 강판이 얻어져 산업상 매우 유익하다.According to the present invention, by appropriately controlling the rolling conditions and the cooling conditions after the rolling, the microstructure of the steel can be mainly bainite, and the average particle diameter of cementite present in the bainite can be made 0.5 µm or less. As a result, a steel sheet having a tensile strength of 625 MPa or more, a Charpy impact absorption energy at −40 ° C. of 375 J or more, and a ductile fracture ratio (SA value) obtained by a DWTT test at −40 ° C. of 85% or more was obtained. It is very beneficial to the industry.

이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 고강도·고인성 강판은, 질량% 로, C:0.03 % 이상 0.08 % 이하, Si:0.01 % 이상 0.50 % 이하, Mn:1.5 % 이상 2.5 % 이하, P:0.001 % 이상 0.010 % 이하, S:0.0030 % 이하, Al:0.01 % 이상 0.08 % 이하, Nb:0.010 % 이상 0.080 % 이하, Ti:0.005 % 이상 0.025 % 이하, N:0.001 % 이상 0.006 % 이하를 함유하고, 추가로 Cu:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Ni:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Cr:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Mo:0.01 % 이상 1.00 % 이하, V:0.01 % 이상 0.10 % 이하, B:0.0005 % 이상 0.0030 % 이하에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강판이고, 그 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 섬형상 마텐자이트의 면적률이 3 % 미만으로, 또한 베이나이트의 면적률이 90 % 이상이고, 이 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하인 마이크로 조직을 갖는다.The high strength and high toughness steel sheet of this invention is mass%, C: 0.03% or more and 0.08% or less, Si: 0.01% or more and 0.50% or less, Mn: 1.5% or more and 2.5% or less, P: 0.001% or more and 0.010% or less, S: 0.0030% or less, Al: 0.01% or more and 0.08% or less, Nb: 0.010% or more and 0.080% or less, Ti: 0.005% or more and 0.025% or less, N: 0.001% or more and 0.006% or less, and further Cu: 0.01 % Or more 1.00% or less, Ni: 0.01% or more and 1.00% or less, Cr: 0.01% or more and 1.00% or less, Mo: 0.01% or more and 1.00% or less, V: 0.01% or more and 0.10% or less, B: 0.0005% or more and 0.0030% or less It is a steel plate which contains 1 or more types chosen from the remainder, and remainder is a component composition which consists of Fe and an unavoidable impurity, and the area ratio of island-like martensite in the 1/2 position of the plate | board thickness direction of this steel plate is 3%. Less than, the area ratio of bainite is 90% or more, and in the bainite The average grain size of the cementite that exists has a microstructure more than 0.5 ㎛.

먼저, 본 발명의 성분 조성의 한정 이유를 설명한다. 또, 성분에 관한 「%」표시는, 질량% 를 의미하는 것으로 한다.First, the reason for limitation of the component composition of this invention is demonstrated. In addition, the "%" display regarding a component shall mean the mass%.

C:0.03 % 이상 0.08 % 이하C: 0.03% or more and 0.08% or less

C 는 가속 냉각 후에 베이나이트 주체 조직을 형성하고, 변태 강화에 의한 고강도화에 유효하게 작용한다. 그러나, C 량이 0.03 % 미만에서는 냉각 중에 페라이트 변태나 펄라이트 변태가 발생하기 쉬워지기 때문에, 소정량의 베이나이트가 얻어지지 않아, 원하는 인장 강도 (≥625 MPa) 가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, C 량이 0.08 % 를 초과해서 함유하면 가속 냉각 후에 경질인 마텐자이트가 생성되기 쉬워져, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지거나, DWTT 특성이 열등하거나 하는 경우가 있다. 따라서, C 량은 0.03 % 이상 0.08 % 이하로 하고, 바람직하게는 0.03 % 이상 0.07 % 이하로 한다.C forms a bainite subject structure after accelerated cooling, and effectively acts on high strength by transformation enhancement. However, if the amount of C is less than 0.03%, ferrite transformation and pearlite transformation are likely to occur during cooling, so that a predetermined amount of bainite cannot be obtained, and desired tensile strength (≥625 MPa) may not be obtained. On the other hand, when the amount of C exceeds 0.08%, hard martensite is easily formed after accelerated cooling, and the Charpy impact absorption energy of the base material is lowered or the DWTT characteristics may be inferior. Therefore, the amount of C is made into 0.03% or more and 0.08% or less, Preferably you may be 0.03% or more and 0.07% or less.

Si:0.01 % 이상 0.50 % 이하Si: 0.01% or more and 0.50% or less

Si 는 탈산에 필요한 원소이며, 또한 고용 (固溶) 강화에 의해 강재의 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 Si 를 0.01 % 이상 함유하는 것이 필요하고, 0.05 % 이상 함유하는 것이 바람직하고, 0.10 % 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, Si 량이 0.50 % 를 초과하면 용접성 및 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 저하되기 때문에, Si 량은 0.01 % 이상 0.50 % 이하로 한다. 또, 강관의 용접부의 연화 방지 및 용접열 영향부의 인성 열화 방지의 관점에서, Si 량은 0.01 % 이상 0.20 % 이하로 하는 것이 바람직하다.Si is an element necessary for deoxidation, and has the effect of improving the strength of steel by solid solution strengthening. In order to acquire such an effect, it is necessary to contain Si 0.01% or more, It is preferable to contain 0.05% or more, It is more preferable to contain 0.10% or more. On the other hand, since the weldability and the Charpy impact absorption energy of a base material fall when Si amount exceeds 0.50%, Si amount shall be 0.01% or more and 0.50% or less. Moreover, it is preferable to make Si amount into 0.01% or more and 0.20% or less from a viewpoint of the softening prevention of the weld part of a steel pipe, and the prevention of the toughness deterioration of a weld heat influence part.

Mn:1.5 % 이상 2.5 % 이하Mn: 1.5% or more and 2.5% or less

Mn 은 C 와 마찬가지로 가속 냉각 후에 베이나이트 주체 조직을 형성하고, 변태 강화에 의한 고강도화에 유효하게 작용한다. 그러나, Mn 량이 1.5 % 미만에서는 냉각 중에 페라이트 변태나 펄라이트 변태가 발생하기 쉬워지기 때문에, 소정량의 베이나이트가 얻어지지 않아, 원하는 인장 강도 (≥625 MPa) 가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, Mn 을 2.5 % 초과해서 함유하면 주조시에 불가피적으로 형성되는 편석부에 Mn 이 농화되고, 그 부분에서 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지거나, DWTT 성능이 열등하거나 하는 원인이 되기 때문에, Mn 량은 1.5 % 이상 2.5 % 이하로 한다. 또, 인성 향상의 관점에서, Mn 량은 1.5 % 이상 2.0 % 이하로 하는 것이 바람직하다.Mn, like C, forms bainite main structure after accelerated cooling, and effectively acts to increase the strength by transformation. However, when the amount of Mn is less than 1.5%, ferrite transformation and pearlite transformation tends to occur during cooling, so that a predetermined amount of bainite cannot be obtained and desired tensile strength (≥625 MPa) may not be obtained. On the other hand, when Mn is contained in excess of 2.5%, Mn is concentrated in the segregation part which is inevitably formed at the time of casting, which causes the Charpy impact absorption energy to be lowered or DWTT performance is inferior. It is made into 1.5% or more and 2.5% or less. Moreover, it is preferable to make Mn amount into 1.5% or more and 2.0% or less from a viewpoint of toughness improvement.

P:0.001 % 이상 0.010 % 이하P: 0.001% or more and 0.010% or less

P 는 고용 강화에 의해 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 그러나, P 량이 0.001 % 미만에서는 그 효과가 나타나지 않을 뿐만 아니라, 제강 공정에 있어서 탈린 비용의 상승을 초래하는 경우가 있기 때문에, P 량은 0.001 % 이상으로 한다. 한편, P 량이 0.010 % 를 초과하면, 인성이나 용접성이 현저하게 열등하다. 따라서, P 량은 0.001 % 이상 0.010 % 이하로 한다.P is an element effective for increasing the strength of the steel sheet by solid solution strengthening. However, when the amount of P is less than 0.001%, the effect is not exhibited and the amount of P is made 0.001% or more because it may cause an increase in the Tallinn cost in the steelmaking process. On the other hand, when P amount exceeds 0.010%, toughness and weldability are remarkably inferior. Therefore, the amount of P is made into 0.001% or more and 0.010% or less.

S:0.0030 % 이하S : 0.0030% or less

S 는 열간 취성을 일으키는 원인이 되는 것 외에, 강 중에 황화물계 개재물로서 존재하여, 인성이나 연성을 열등하게 하는 유해한 원소이다. 따라서, S 는 최대한 저감시키는 것이 바람직하고, 본 발명에서는 S 량의 상한은 0.0030 % 로 하고, 바람직하게는 0.0015 % 이하로 한다. 하한은 특별히 없지만, 극저 S 화는 제강 비용이 상승되기 때문에, 0.0001 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.In addition to causing hot brittleness, S is a harmful element present in the steel as a sulfide inclusion and inferior in toughness and ductility. Therefore, it is preferable to reduce S as much as possible, and in this invention, the upper limit of the amount of S is made into 0.0030%, Preferably you may be 0.0015% or less. Although there is no minimum in particular, since extremely low S steelmaking costs increase, it is preferable to set it as 0.0001% or more.

Al:0.01 % 이상 0.08 % 이하Al: 0.01% or more and 0.08% or less

Al 은 탈산재로서 함유하는 원소이다. 또한, Al 은 고용 강화능을 갖기 때문에, 강판의 고강도화에 유효하게 작용한다. 그러나, Al 량이 0.01 % 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않는다. 한편, Al 량이 0.08 % 를 초과하면, 원료 비용의 상승을 초래함과 함께, 인성을 열등하게 하는 경우가 있다. 따라서, Al 량은 0.01 % 이상 0.08 % 이하로 하고, 바람직하게는 0.01 % 이상 0.05 % 이하로 한다.Al is an element to contain as a deoxidation material. In addition, since Al has a solid solution strengthening ability, it effectively acts to increase the strength of the steel sheet. However, when Al amount is less than 0.01%, the said effect is not acquired. On the other hand, when Al amount exceeds 0.08%, while raising raw material cost, it may be inferior to toughness. Therefore, Al amount may be 0.01% or more and 0.08% or less, Preferably you may be 0.01% or more and 0.05% or less.

Nb:0.010 % 이상 0.080 % 이하Nb: 0.010% or more and 0.080% or less

Nb 는 석출 강화나 ?칭성 증대 효과에 의한 강판의 고강도화에 유효하다. 또한, Nb 는 열간 압연시의 오스테나이트의 미재결정 온도역을 확대하는 효과가 있고, 미재결정 오스테나이트역 압연의 미세화 효과에 의한 인성의 향상에 유효하다. 이들 효과를 얻기 위해서, 0.010 % 이상 함유한다. 한편, Nb 량이 0.080 % 를 초과하면, 가속 냉각 후에 경질인 마텐자이트가 생성되기 쉬워져, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지거나, DWTT 특성이 열등하거나 하는 경우가 있다. 또한, HAZ 부 (이하, 용접열 영향부라고도 기재한다.) 의 인성이 현저하게 열등하다. 따라서, Nb 량은 0.010 % 이상 0.080 % 이하로 하고, 바람직하게는 0.010 % 이상 0.040 % 이하로 한다.Nb is effective for increasing the strength of the steel sheet due to precipitation strengthening and quenching effect. Further, Nb has an effect of expanding the unrecrystallized temperature range of austenite during hot rolling, and is effective for improving toughness due to the miniaturization effect of unrecrystallized austenite reverse rolling. In order to acquire these effects, it contains 0.010% or more. On the other hand, when the amount of Nb exceeds 0.080%, hard martensite is easily formed after the accelerated cooling, and the Charpy impact absorption energy of the base material may be lowered or the DWTT characteristics may be inferior. In addition, the toughness of the HAZ portion (hereinafter also referred to as a weld heat influence portion) is remarkably inferior. Therefore, Nb amount is made into 0.010% or more and 0.080% or less, Preferably you may be 0.010% or more and 0.040% or less.

Ti:0.005 % 이상 0.025 % 이하Ti: 0.005% or more and 0.025% or less

Ti 는 강 중에서 질화물 (주로 TiN) 을 형성하고, 특히 0.005 % 이상 함유하면 질화물의 피닝 효과로 오스테나이트립를 미세화시키는 효과가 있고, 모재의 인성 확보나 용접열 영향부의 인성 확보에 기여한다. 또한, Ti 는 석출 강화에 의한 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는 Ti 를 0.005 % 이상 함유한다. 한편, Ti 를 0.025 % 초과해서 함유하면, TiN 등이 조대화되어, 오스테나이트립의 미세화에 기여하지 않게 되므로, 인성 향상 효과가 얻어지지 않게 될 뿐만 아니라, 조대한 TiN 은 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되기 때문에, 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아지고, DWTT 특성이 현저하게 열등하다. 따라서, Ti 량은 0.005 % 이상 0.025 % 이하로 하고, 바람직하게는 0.008 % 이상 0.018 % 이하로 한다.Ti forms nitride (mainly TiN) in steel, and when it contains 0.005% or more in particular, it has an effect of refining austenite grains by the pinning effect of nitride, and contributes to securing the toughness of the base metal and the toughness of the weld heat affected zone. In addition, Ti is an element effective for increasing the strength of the steel sheet by precipitation strengthening. In order to acquire these effects, Ti is contained 0.005% or more. On the other hand, when Ti is contained in an amount exceeding 0.025%, TiN or the like is coarsened and does not contribute to the miniaturization of austenite grains. Therefore, the toughness improving effect is not obtained, and the coarse TiN is a soft crack or brittle crack. Since it is the starting point of generation, the Charpy impact absorption energy is significantly lowered, and the DWTT characteristic is remarkably inferior. Therefore, Ti amount is made into 0.005% or more and 0.025% or less, Preferably you may be 0.008% or more and 0.018% or less.

N:0.001 % 이상 0.006 % 이하N: 0.001% or more and 0.006% or less

N 은 Ti 와 질화물을 형성하여 오스테나이트의 조대화를 억제하여, 인성의 향상에 기여한다. 이러한 피닝 효과를 얻기 위해, N 을 0.001 % 이상 함유한다. 한편, N 량이 0.006 % 를 초과하면, 용접부, 특히 용융선 근방에서 1450 ℃ 이상으로 가열된 용접열 영향부에서 TiN 이 분해된 경우, 고용 N 에서 기인된 용접열 영향부의 인성이 열등한 경우가 있다. 따라서, N 량은 0.001 % 이상 0.006 % 이하로 하고, 용접열 영향부의 인성에 대한 요구 레벨이 높은 경우에는, N 량은 0.001 % 이상 0.004 % 이하로 하는 것이 바람직하다.N forms nitride with Ti, suppresses coarsening of austenite, and contributes to improvement of toughness. In order to acquire such a pinning effect, N is contained 0.001% or more. On the other hand, when N amount exceeds 0.006%, when TiN decomposes in a weld part, especially the weld heat influence part heated at 1450 degreeC or more in the vicinity of a melting line, the toughness of the weld heat influence part resulting from solid solution N may be inferior. Therefore, when the amount of N is made into 0.001% or more and 0.006% or less, and the required level with respect to the toughness of a weld heat influence part is high, it is preferable to make N amount into 0.001% or more and 0.004% or less.

본 발명에서는 상기 필수 원소 이외에, 추가로 Cu, Ni, Cr, Mo, V, B 에서 선택되는 1 종 이상을 선택 원소로서 함유한다.In the present invention, one or more selected from Cu, Ni, Cr, Mo, V, and B are included as a selection element in addition to the essential elements.

Cu:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Cr:0.01 % 이상 1.00 % 이하, Mo:0.01 % 이상 1.00 % 이하Cu: 0.01% or more and 1.00% or less, Cr: 0.01% or more and 1.00% or less, Mo: 0.01% or more and 1.00% or less

Cu, Cr, Mo 는 모두 ?칭성 향상 원소이고, Mn 과 마찬가지로 저온 변태 조직을 얻어, 모재나 용접열 영향부의 고강도화에 기여한다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.01 % 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, Cu, Cr, Mo 량이 각각 1.00 % 를 초과하면 고강도화의 효과는 포화된다. 따라서, Cu, Cr, Mo 를 함유하는 경우에는 각각 0.01 % 이상 1.00 % 이하로 한다.Cu, Cr, and Mo are all the quenching improving elements, and like Mn, low temperature transformation structure is obtained and contributes to the strengthening of the base metal and the weld heat affected zone. In order to acquire this effect, it is necessary to contain 0.01% or more. On the other hand, when the amount of Cu, Cr, and Mo exceeds 1.00%, respectively, the effect of high strength is saturated. Therefore, when it contains Cu, Cr, and Mo, you may be 0.01% or more and 1.00% or less, respectively.

Ni:0.01 % 이상 1.00 % 이하Ni: 0.01% or more and 1.00% or less

Ni 도 ?칭성 향상 원소이고, 함유해도 인성은 열등하지 않기 때문에, 유용한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 0.01 % 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, Ni 는 매우 고가이고, 또한 Ni 량이 1.00 % 를 초과하면 그 효과가 포화되기 때문에, Ni 를 함유하는 경우에는, 0.01 % 이상 1.00 % 이하로 한다.Ni is also a etchability improving element, and since it is not inferior in toughness even if it contains, it is a useful element. In order to acquire this effect, it is necessary to contain 0.01% or more. On the other hand, since Ni is very expensive and the effect is saturated when the amount of Ni exceeds 1.00%, the content of Ni is made 0.01% or more and 1.00% or less.

V:0.01 % 이상 0.10 % 이하V: 0.01% or more and 0.10% or less

V 는 탄화물을 형성하여 석출 강화에 의한 강판의 고강도화에 유효한 원소이고, 이 효과를 얻기 위해서는 0.01 % 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, V 량이 0.10 % 를 초과하면, 탄화물량이 과잉으로 되어, 인성이 열등한 경우가 있다. 따라서, V 를 함유하는 경우에는 0.01 % 이상 0.10 % 이하로 한다.V is an element effective in forming a carbide and increasing the strength of the steel sheet by precipitation strengthening, and in order to obtain this effect, it is required to contain 0.01% or more. On the other hand, when V amount exceeds 0.10%, carbide amount may become excess and inferior toughness. Therefore, when it contains V, you may be 0.01% or more and 0.10% or less.

B:0.0005 % 이상 0.0030 % 이하B: 0.0005% or more and 0.0030% or less

B 는 오스테나이트 입계에 편석되어, 페라이트 변태를 억제함으로써, 특히 용접열 영향부의 강도 저하 방지에 기여한다. 이 효과를 얻기 위해서는 0.0005 % 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, B 량이 0.0030 % 를 초과하면 그 효과는 포화되기 때문에, B 를 함유하는 경우에는 0.0005 % 이상 0.0030 % 이하로 한다.B segregates at the austenite grain boundary and suppresses ferrite transformation, thereby contributing to the prevention of a decrease in strength particularly in the weld heat affected zone. In order to acquire this effect, it is necessary to contain 0.0005% or more. On the other hand, when the amount of B exceeds 0.0030%, since the effect is saturated, when it contains B, it is made into 0.0005% or more and 0.0030% or less.

상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지지만, 필요에 따라 Ca:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하, REM:0.0005 % 이상 0.0200 % 이하, Zr:0.0005 % 이상 0.0300 % 이하, Mg:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하에서 선택되는 1 종 이상을 함유할 수 있다.Remainder other than the said component consists of Fe and an unavoidable impurity, but if necessary Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less, REM: 0.0005% or more and 0.0200% or less, Zr: 0.0005% or more and 0.0300% or less, Mg: 0.0005% It can contain 1 or more types chosen from 0.0100% or more of things.

Ca, REM, Zr, Mg 는 강 중의 S 를 고정시켜 강판의 인성을 향상시키는 기능이 있고, 0.0005 % 이상 함유함으로써 효과가 발휘된다. 한편, Ca 는 0.0100 %, REM 은 0.0200 %, Zr 은 0.0300 %, Mg 는 0.0100 % 를 초과해서 함유하면, 강 중의 개재물이 증가하여, 인성을 열화시키는 경우가 있다. 따라서, 이들 원소를 함유하는 경우, Ca:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하, REM:0.0005 % 이상 0.0200 % 이하, Zr:0.0005 % 이상 0.0300 % 이하, Mg:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하로 한다.Ca, REM, Zr, and Mg have a function of fixing S in steel to improve the toughness of the steel sheet, and exhibiting an effect by containing 0.0005% or more. On the other hand, when Ca contains 0.0100%, REM contains 0.0200%, Zr contains 0.0300% and Mg exceeds 0.0100%, inclusions in steel may increase and deteriorate toughness. Therefore, when it contains these elements, Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less, REM: 0.0005% or more and 0.0200% or less, Zr: 0.0005% or more and 0.0300% or less, Mg: 0.0005% or more and 0.0100% or less.

다음으로, 마이크로 조직에 대해서 설명한다.Next, the microstructure will be described.

본 발명의 고강도·고인성 강판의 마이크로 조직은, 모재의 인장 강도가 625 MPa 이상, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상이고, 또한 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율 (SA 값) 이 85 % 이상인 특성을 안정적으로 얻기 위해서, 섬형상 마텐자이트가 면적률로 3 % 미만인 베이나이트 조직을 주체로 하는 조직을 갖고, 또한, 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하인 것이 필요하다. 여기서, 베이나이트를 주체로 하는 조직이란, 베이나이트의 면적률이 90 % 이상인 실질적으로 베이나이트 조직으로 이루어지는 것을 의미한다. 잔부 조직으로는, 면적률이 3 % 미만인 섬형상 마텐자이트가 허용되는 것 이외에, 페라이트, 펄라이트, 마텐자이트 등의 베이나이트 이외의 상 (相) 이 포함되어 있어도 되고, 이들 잔부 조직이 합계 면적률로 10 % 이하이면, 본 발명의 효과를 발현시킬 수 있다.The microstructure of the high strength, high toughness steel sheet of the present invention has a tensile strength of 625 MPa or more and a Charpy impact absorption energy at -40 ° C of 375 J or more, and a soft wavefront ratio obtained in a DWTT test at -40 ° C. (SA value) In order to acquire the characteristic which is 85% or more stably, the island-like martensite has the structure mainly having the bainite structure whose area ratio is less than 3%, and the average particle diameter of the cementite which exists in bainite is It needs to be 0.5 micrometer or less. Here, the structure mainly composed of bainite means that the area ratio of bainite is substantially composed of bainite structure with 90% or more. As the remainder structure, not only island-like martensite having an area ratio of less than 3% is allowed, but phases other than bainite such as ferrite, pearlite, and martensite may be included, and these remainder structures are total. If it is 10% or less by area ratio, the effect of this invention can be expressed.

판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 섬형상 마텐자이트의 면적률:3 % 미만Area ratio of island-like martensite in 1/2 position of plate thickness direction: less than 3%

섬형상 마텐자이트는 경도가 높아, 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되기 때문에, 섬형상 마텐자이트의 면적률이 3 % 이상에서는 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성이 현저하게 저하된다. 한편, 섬형상 마텐자이트가 면적률로 3 % 미만이면, 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지거나 DWTT 특성이 열등하거나 하지는 않기 때문에, 본 발명에서는 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 섬형상 마텐자이트의 면적률을 3 % 미만으로 한정한다. 상기 섬형상 마텐자이트의 면적률은 2 % 이하인 것이 바람직하다.Since island-like martensite has high hardness and becomes a starting point of ductile cracking and brittle cracking, when the area ratio of island-like martensite is 3% or more, the Charpy impact absorption energy and DWTT characteristics are significantly reduced. On the other hand, when the island-like martensite is less than 3% in area ratio, the Charpy impact absorption energy is not lowered or the DWTT characteristic is not inferior. Therefore, in the present invention, the island-like martensitic in the 1/2 position of the plate thickness direction The area ratio of the trap is limited to less than 3%. It is preferable that the area ratio of the said island-like martensite is 2% or less.

판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트의 면적률:90 % 이상Area ratio of bainite at 1/2 position in plate thickness direction: 90% or more

베이나이트상은 경질상이고, 변태 조직 강화에 의해 강판의 강도를 증가시키는 데에 유효하고, 베이나이트 주체의 조직으로 함으로써, 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성을 고위로 안정화시키면서, 고강도화가 가능해진다. 한편, 베이나이트의 면적률이 90 % 미만에서는, 페라이트, 펄라이트, 마텐자이트 및 섬형상 마텐자이트 등의 잔부 조직의 합계 면적률이 10 % 이상이 되고, 이러한 복합 조직에서는, 이상 (異相) 계면이 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되기 때문에, 목표로 하는 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 따라서, 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트의 면적률은 90 % 이상으로 하고, 바람직하게는 95 % 이상으로 한다. 여기서, 베이나이트란, 라스 형상의 베이니틱 페라이트로서, 그 내부에 시멘타이트 입자가 석출된 조직을 말한다.The bainite phase is a hard phase, and is effective for increasing the strength of the steel sheet by transformation of the transformation structure, and by using the bainite main structure, the high strength can be achieved while stabilizing the Charpy impact absorbing energy and DWTT characteristics. On the other hand, when the area ratio of bainite is less than 90%, the total area ratio of the remaining structures such as ferrite, pearlite, martensite and island-like martensite becomes 10% or more, and in such a composite structure, abnormalities Since the interface is a starting point of the occurrence of soft cracks and brittle cracks, the target Charpy impact absorption energy and DWTT characteristics may not be obtained. Therefore, the area ratio of bainite at the 1/2 position of the plate thickness direction is 90% or more, preferably 95% or more. Here, bainite is lath-shaped bainitic ferrite, and refers to a structure in which cementite particles are precipitated therein.

판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경:0.5 ㎛ 이하Average particle diameter of cementite present in bainite at 1/2 position in the plate thickness direction: 0.5 µm or less

베이나이트 중의 시멘타이트는 연성 균열이나 취성 균열의 기점이 되는 경우가 있어, 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 를 초과하면 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아지고, DWTT 특성이 현저하게 열등하다. 그러나, 베이나이트 중의 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하에서는, 이들의 저하는 작아서, 목표 특성이 얻어지기 때문에, 시멘타이트의 평균 입경은 0.5 ㎛ 이하로 하고, 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하로 한다.Cementite in bainite may be a starting point of ductile cracking or brittle cracking. When the average particle diameter of cementite exceeds 0.5 µm, the Charpy impact absorption energy is significantly lowered, and DWTT characteristics are significantly inferior. However, when the average particle diameter of cementite in bainite is 0.5 µm or less, since these decreases are small and the target characteristic is obtained, the average particle diameter of cementite is 0.5 µm or less, preferably 0.2 µm or less.

여기서, 상기 베이나이트의 면적률은 판두께 방향의 1/2 위치로부터 L 단면 (압연 방향과 평행한 수직 단면) 을 경면 연마 후, 나이탈로 부식시키고, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 배율 2000 배로 무작위로 5 시야 관찰하고, 촬영한 조직 사진에 의해 조직을 동정 (同定) 하고, 베이나이트, 마텐자이트, 페라이트, 펄라이트 등의 각 상의 면적률을 화상 해석으로 구함으로써 얻을 수 있다. 또한 동일한 시료를 전해 에칭법 (전해액:100 ㎖ 증류수+25 g 수산화나트륨+5 g 피크르산) 을 사용하여 섬형상 마텐자이트를 출현시키고, 그 후, 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 2000 배의 배율로 무작위로 5 시야 관찰하고, 촬영한 조직 사진으로부터 섬형상 마텐자이트의 면적률을 화상 해석에 의해 구할 수 있다. 또, 재차, 경면 연마 후, 선택적 저전위 전해 에칭법 (전해액:10 체적% 아세틸아세톤+1 체적% 테트라메틸암모늄클로라이드메틸알코올) 을 이용하여 시멘타이트를 추출 후, SEM 으로 2000 배의 배율로 무작위로 5 시야 관찰하고, 촬영한 조직 사진을 화상 해석하여 시멘타이트 입자의 원 상당 직경을 평균내어 산출할 수 있다.Herein, the area ratio of the bainite is mirror-polished to the L cross section (vertical cross section parallel to the rolling direction) from 1/2 position of the plate thickness direction, and then corroded with nital, using a scanning electron microscope (SEM). It can be obtained by randomly observing five fields of vision at a magnification of 2000 times, identifying the tissue by the photographed tissue photograph, and determining the area ratio of each phase such as bainite, martensite, ferrite, and pearlite by image analysis. In addition, the same sample was electrolyzed (electrolyte solution: 100 ml distilled water + 25 g sodium hydroxide + 5 g picric acid) to form island martensite, and then randomized at 2000 times magnification by scanning electron microscope (SEM). 5 visual field observation and the area ratio of island martensite can be calculated | required by image analysis from the image | photographed tissue photograph. In addition, after mirror polishing, cementite was extracted using a selective low-potential electrolytic etching method (electrolyte: 10 vol% acetylacetone + 1 vol% tetramethylammonium chloride methyl alcohol), and then randomly magnified at 2000 times magnification by SEM. The visual observation is carried out, the tissue photograph taken is image-analyzed, and the equivalent circular diameter of cementite particle can be averaged and computed.

또, 일반적으로 가속 냉각을 적용하여 제조된 강판의 금속 조직은 강판의 판두께 방향에서 상이하기 때문에, 목표로 하는 강도나 샤르피 충격 흡수 에너지를 안정적으로 만족시키는 관점에서, 냉각 속도가 느려 상기 특성을 달성하기 어려운 판두께 방향의 1/2 위치 (판두께 t 의 1/2t 위치) 의 조직을 규정한다. 즉, 판두께 방향의 1/2 위치로부터 상기의 요건을 만족시키는 조직을 얻으면, 판두께 방향의 1/4 위치에서도 마찬가지로 상기의 요건을 만족시키는 것으로 기대할 수 있지만, 판두께 방향의 1/4 위치에서 상기의 요건을 만족시키는 조직이 얻어져도, 판두께 방향의 1/2 위치에서는 반드시 상기의 요건을 만족시키고 있다고는 기대할 수 없다.In general, since the metal structure of the steel sheet produced by applying accelerated cooling is different in the sheet thickness direction of the steel sheet, the cooling rate is slow from the viewpoint of stably satisfying the target strength and the Charpy impact absorption energy. The structure of 1/2 position (1 / 2t position of plate | board thickness t) of plate | board thickness direction which is difficult to achieve is prescribed | regulated. In other words, if a structure satisfying the above requirements is obtained from the 1/2 position in the plate thickness direction, the 1/4 position in the plate thickness direction can be expected to satisfy the above requirements in the same manner. Even if a structure satisfying the above requirement can be obtained, it cannot be expected that the above requirement is necessarily satisfied at the 1/2 position in the plate thickness direction.

이상으로 이루어지는 본 발명의 고흡수 에너지를 갖는 고강도·고인성 강판은 이하의 특성을 갖는다.The high strength and high toughness steel plate which has the high absorption energy of this invention which consists of the above has the following characteristics.

(1) 모재의 인장 강도가 625 MPa 이상:천연 가스나 원유 등의 수송용으로서 사용되는 라인 파이프에서는, 고압화에 의한 수송 효율의 향상이나 박육화에 의한 현지 용접 시공 효율의 향상을 위해, 고강도화의 요망이 매우 높아지고 있다. 이들 요구에 부응하기 위해서, 본 발명에 있어서는 모재의 인장 강도를 625 MPa 로 한다. 여기서, 인장 강도는, API-5L 에 준거한 인장 방향이 C 방향이 되는 전체 두께 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 실시함으로써 측정할 수 있다. 또, 본 발명의 조성 및 조직에서는, 모재의 인장 강도는 850 MPa 정도까지는 문제 없이 제조할 수 있다.(1) The tensile strength of the base metal is 625 MPa or more: In the line pipe used for the transportation of natural gas or crude oil, the strength of the high strength is increased for the improvement of the transport efficiency by high pressure and the improvement of local welding construction by thinning. The demand is very high. In order to meet these demands, in this invention, the tensile strength of a base material is 625 Mpa. Here, tensile strength can be measured by extracting the full thickness tensile test piece whose tensile direction based on API-5L becomes a C direction, and performing a tensile test. Moreover, in the composition and structure of this invention, the tensile strength of a base material can be manufactured without a problem up to about 850 Mpa.

(2) -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상:고압 가스 라인 파이프에 있어서는, 외인성의 사고로 인해 발생한 연성 균열이 관축 방향으로 100 m/s 이상의 속도로 전파되는 고속 연성 파괴 (불안정 연성 파괴) 가 발생하는 것이 알려져 있고, 이로 인해 수 km 에도 미치는 대규모 파괴가 발생할 가능성이 있다. 이와 같은 고속 연성 파괴를 방지하기 위해서는 고흡수 에너지화가 유효하기 때문에, 본 발명에 있어서는 -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지를 375 J 이상으로 하고, 바람직하게는 400 J 이상으로 한다. 여기서, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지는, -40 ℃ 에서 ASTM A370 에 준거한 샤르피 충격 시험을 실시함으로써 측정할 수 있다.(2) Charpy shock absorption energy at -40 ° C is 375 J or more: In a high-pressure gas line pipe, a high-speed ductile fracture in which a ductile crack caused by an exogenous accident propagates at a velocity of 100 m / s or more in the direction of the tube axis (unstable) Ductile failure) is known to occur, which may lead to large-scale destruction up to several kilometers. In order to prevent such high-speed ductile fracture, high absorption energy is effective. In the present invention, the Charpy impact absorption energy at −40 ° C. is 375 J or more, and preferably 400 J or more. Here, the Charpy impact absorption energy at -40 degreeC can be measured by performing the Charpy impact test based on ASTMA370 at -40 degreeC.

(3) -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율 (SA 값) 이 85 % 이상:천연 가스 등의 수송용으로서 사용되는 라인 파이프에서는, 취성 균열 전파 방지의 관점에서, DWTT 시험에 있어서의 연성 파면율의 값이 높은 것이 요망되고, 본 발명 범위에 있어서는 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율 (SA 값) 을 85 % 이상으로 한다. 여기서, -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에 의한 연성 파면율 (SA 값) 은, API-5L 에 준거한 길이 방향이 C 방향이 되는 프레스 노치형 전체 두께 DWTT 시험편을 채취하고, -40 ℃ 에서 낙중 (落重) 에 의한 충격 굽힘 하중을 가하여, 파단된 파면으로부터 구할 수 있다.(3) More than 85% of the ductile fracture rate (SA value) obtained by the DWTT test at -40 ° C: in the line pipe used for transporting natural gas, etc., in the DWTT test from the viewpoint of preventing brittle crack propagation. It is desired that the value of the soft fracture rate is high, and in the scope of the present invention, the soft wave rate (SA value) obtained by the DWTT test at −40 ° C. is 85% or more. Here, the soft fracture rate (SA value) by DWTT test at -40 degreeC collects the press-notch type full-thickness DWTT test piece whose longitudinal direction based on API-5L becomes a C direction, and falls at -40 degreeC ( It can obtain | require from the fractured surface by applying the impact bending load by weight).

다음으로, 본 발명의 고강도·고인성 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, the manufacturing method of the high strength high toughness steel plate of this invention is demonstrated.

본 발명의 고강도·고인성 강판의 제조 방법은, 전술한 성분 조성으로 이루어지는 강 슬래브를, 1000 ℃ 이상 1250 ℃ 이하로 가열하고, 오스테나이트 재결정 온도역에 있어서 압연 후, 오스테나이트 미재결정 온도역에 있어서 누적 압하율 60 % 이상의 압연을 실시하고, (Ar3 점+50 ℃) 이상 (Ar3 점+150 ℃) 이하의 온도에서 압연을 종료하고, Ar3 점 이상 (Ar3 점+100 ℃) 이하의 온도로부터 10 ℃/s 이상 80 ℃/s 이하의 냉각 속도로 Ms 점 이상 (Ms 점+100 ℃ 이하) 의 냉각 정지 온도까지 가속 냉각을 하고, 또한 냉각 정지 온도±50 ℃ 의 온도 범위에서 50 s 이상 300 s 미만 유지하고, 그 후 100 ℃ 이하의 온도역까지의 공랭을 실시함으로써 얻어진다.The manufacturing method of the high strength high toughness steel plate of this invention heats the steel slab which consists of above-mentioned component composition to 1000 degreeC or more and 1250 degrees C or less, and after rolling in an austenite recrystallization temperature range, Rolling was carried out at a cumulative reduction rate of 60% or more, and the rolling was finished at a temperature of (Ar 3 points + 50 ° C) or more (Ar 3 points + 150 ° C) or less, and a temperature of Ar 3 points or more (Ar 3 points + 100 ° C) or less. Accelerated cooling to a cooling stop temperature of at least Ms point (Ms point + 100 ° C or less) at a cooling rate of 10 ° C / s or more and 80 ° C / s or less, and at least 50 s in a temperature range of cooling stop temperature ± 50 ° C. It hold | maintains less than s, and is obtained by performing air cooling to the temperature range of 100 degrees C or less after that.

슬래브 가열 온도:1000 ℃ 이상 1250 ℃ 이하Slab heating temperature: It is less than 1250 degrees Celsius more than 1000 degrees Celsius

본 발명의 강 슬래브는, 성분의 매크로 편석을 방지하기 위하여 연속 주조법으로 제조하는 것이 바람직하고, 조괴법으로 제조해도 된다. 또한,It is preferable to manufacture the steel slab of this invention by the continuous casting method, in order to prevent macro segregation of a component, and you may manufacture by the ingot method. In addition,

(1) 강 슬래브를 제조한 후, 일단 실온까지 냉각시키고, 그 후 재차 가열하는 종래법(1) After manufacturing the steel slab, the conventional method of cooling to room temperature once and then heating again

에 더하여,In addition,

(2) 냉각시키지 않고 온편 (溫片) 인 상태로 가열로에 장입하여 열간 압연하는 직송 압연, 혹은(2) Direct rolling rolling into a heating furnace in a hot state without cooling and hot rolling; or

(3) 약간의 보열을 실시한 후에 바로 열간 압연하는 직송 압연·직접 압연,(3) Direct rolling, direct rolling, which is hot rolled immediately after performing some heat retention,

(4) 고온 상태인 채로 가열로에 장입하여 재가열의 일부를 생략하는 방법 (온편 장입)(4) Method of charging part of the heating furnace in a high temperature state and omitting part of the reheating (full side charging)

등의 에너지 절약 프로세스도 문제 없이 적용할 수 있다. Energy saving processes such as can be applied without problems.

가열 온도가 1000 ℃ 미만에서는, 강 슬래브 중의 Nb 나 V 등의 탄화물이 충분히 고용되지 않아, 석출 강화에 의한 강도 상승 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 가열 온도가 1250 ℃ 를 초과하면 초기의 오스테나이트립이 조대화되기 때문에, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지거나, DWTT 특성이 열등하거나 하는 경우가 있다. 따라서, 슬래브 가열 온도는 1000 ℃ 이상 1250 ℃ 이하로 하고, 바람직하게는 1000 ℃ 이상 1150 ℃ 이하로 한다.When heating temperature is less than 1000 degreeC, carbides, such as Nb and V, in a steel slab are not fully dissolved and the strength increase effect by precipitation strengthening may not be acquired. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1250 ° C, the initial austenite grains are coarsened, so the Charpy impact absorption energy of the base material may be lowered or the DWTT characteristics may be inferior. Therefore, slab heating temperature shall be 1000 degreeC or more and 1250 degrees C or less, Preferably you may be 1000 degreeC or more and 1150 degrees C or less.

오스테나이트 재결정 온도역에서의 누적 압하율:50 % 이상 (적합 범위)Cumulative reduction in austenite recrystallization temperature range: 50% or more (compatibility range)

슬래브 가열 유지 후, 오스테나이트 재결정 온도역에서의 압연을 실시함으로써, 오스테나이트가 재결정에 의해 세립화되고, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성의 향상에 기여한다. 재결정 온도역에서의 누적 압하율은 특별히 규정되지 않지만, 50 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 강의 성분 범위에 있어서는, 오스테나이트 재결정의 하한 온도는 대략 950 ℃ 이다.After the slab heating is maintained, rolling is carried out in the austenite recrystallization temperature range, whereby austenite is refined by recrystallization, contributing to the improvement of Charpy impact absorption energy and DWTT characteristics of the base material. Although the cumulative reduction rate in a recrystallization temperature range is not specifically prescribed, It is preferable to set it as 50% or more. Moreover, in the component range of the steel of this invention, the minimum temperature of austenite recrystallization is about 950 degreeC.

오스테나이트 미재결정 온도역에서의 누적 압하율:60 % 이상Cumulative reduction in austenite uncrystallized temperature range: 60% or more

오스테나이트의 미재결정 온도역에서 누적으로 60 % 이상의 압하를 실시함으로써, 오스테나이트립이 신전 (伸展) 되고, 특히 판두께 방향에서는 세립이 되어, 이 상태에서 가속 냉각시켜 얻어지는 강의 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성은 양호해진다. 한편, 압하량이 60 % 미만에서는 세립화 효과가 불충분해져 목표로 하는 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 따라서, 오스테나이트의 미재결정 온도역에서의 누적 압하율은 60 % 이상으로 하고, 더나은 인성 향상이 필요한 경우에는 70 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.By accumulating 60% or more in the unrecrystallized temperature range of austenite, the austenite grains are stretched, especially in the plate thickness direction, and become fine grains, and thus the Charpy impact absorption energy of the steel obtained by accelerated cooling in this state. DWTT characteristics are good. On the other hand, when the amount of reduction is less than 60%, the fine-graining effect may become inadequate, and the target Charpy impact absorption energy and DWTT characteristic may not be obtained. Therefore, the cumulative reduction ratio in the unrecrystallized temperature range of austenite is 60% or more, and when further toughness improvement is required, it is preferable to be 70% or more.

압연 종료 온도:(Ar3 점+50 ℃) 이상 (Ar3 점+150 ℃) 이하Rolling end temperature: (Ar 3 point +50 degreeC) or more (Ar 3 point +150 degreeC) or less

오스테나이트의 미재결정 온도역의 고누적 압하율에서의 대 (大) 압하는, 샤르피 충격 흡수 에너지나 DWTT 특성의 향상에 유효하고, 보다 저온역에서 압하함으로써 그 효과는 더 증대된다. 그러나, (Ar3 점+50 ℃) 미만의 저온역에서의 압연은 오스테나이트립에 집합 조직이 발달하고, 그 후, 가속 냉각시켜 베이나이트 주체 조직으로 한 경우, 집합 조직이 변태 조직에도 일부 이어받아지고, 이 결과, 세퍼레이션이 발생하기 쉬워져, 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아진다. 한편, (Ar3 점+150 ℃) 를 초과하면, DWTT 특성의 향상에 유효한 미세화 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 따라서, 압연 종료 온도는 (Ar3 점+50 ℃) 이상 (Ar3 점+150 ℃) 이하로 한다.The large reduction in the high cumulative reduction ratio in the unrecrystallized temperature range of austenite is effective for improving the Charpy impact absorption energy and DWTT characteristics, and the effect is further increased by reducing in the lower temperature range. However, in the low temperature region of less than (Ar 3 point + 50 ° C), when the aggregate structure develops in the austenite grain, and then accelerated cooling to be the bainite subject structure, the aggregate structure partly inherits to the metamorphic structure. As a result, separation is likely to occur, and the Charpy impact absorption energy is significantly lowered. On the other hand, exceeds (Ar 3 point +150 ℃), there may be a case where a valid refinement effect in improving the DWTT characteristics that can not be obtained sufficiently. Therefore, the rolling end temperature is less than (Ar 3 point +50 ℃) than (Ar 3 point +150 ℃).

가속 냉각의 냉각 개시 온도:Ar3 점 이상 (Ar3 점+100 ℃) 이하Disclosure of the accelerated cooling temperature of cooling: Ar 3 point or higher (Ar 3 point +100 ℃) below

가속 냉각의 냉각 개시 온도가 Ar3 점 미만에서는, 열간 압연 후, 가속 냉각 개시까지의 공랭 과정에 있어서, 오스테나이트 입계로부터 초석 페라이트가 생성되어, 모재 강도가 낮아지는 경우가 있다. 또한, 초석 페라이트의 생성량이 증가하면, 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되는 페라이트와 베이나이트의 계면이 증가하기 때문에, 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지고, DWTT 특성이 열등한 경우가 있다. 한편, 냉각 개시 온도가 (Ar3 점+100 ℃) 를 초과하면, 압연 종료 온도도 높기 때문에, DWTT 특성의 향상에 유효한 마이크로 조직 미세화 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 냉각 개시 온도가 (Ar3 점+100 ℃) 를 초과하면, 압연 종료 후, 가속 냉각 개시까지의 공랭 시간이 조금이더라도, 오스테나이트의 회복이나 입자 성장이 진행되는 경우가 있어, 모재 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 가속 냉각의 냉각 개시 온도는 Ar3 점 이상 (Ar3 점+100 ℃) 이하로 한다.If the cooling start temperature of accelerated cooling is less than Ar 3 point, in the air cooling process after hot rolling to the start of accelerated cooling, a cornerstone ferrite may generate | occur | produce from an austenite grain boundary, and a base material strength may fall. In addition, when the amount of the formation of the cornerstone ferrite increases, the interface between the ferrite and bainite, which is the starting point of the ductile cracking or brittle cracking, increases, resulting in low Charpy impact absorption energy and inferior DWTT characteristics. On the other hand, if it exceeds the cooling start temperature (Ar 3 point ℃ +100), since the rolling finishing temperature is also high, there may be a case where a valid microstructure refining effect in improving the DWTT characteristics that can not be obtained sufficiently. Further, if it exceeds the cooling start temperature (Ar 3 point +100 ℃), even if the air-cooling time until after rolling end, initiating the accelerated cooling slightly, there is the case that the recovery or grain growth of austenite progress, the base material toughness is lowered It may become. Therefore, the cooling start temperature of accelerated cooling shall be Ar 3 points or more (Ar 3 points + 100 degreeC) or less.

가속 냉각의 냉각 속도:10 ℃/s 이상 80 ℃/s 이하Cooling rate of accelerated cooling: More than 10 degrees Celsius / s, It is less than 80 degrees Celsius / s

가속 냉각의 냉각 속도가 10 ℃/s 미만에서는, 냉각 중에 페라이트 변태가 발생하여 모재 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 페라이트의 생성량이 증가하면, 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되는 페라이트와 베이나이트의 계면이 증가하기 때문에, 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지고, DWTT 특성이 열등한 경우가 있다. 한편, 80 ℃/s 를 초과하면, 특히 강판 표층 근방에서는 마텐자이트 변태가 발생하여 모재 강도는 상승하지만, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아지고, DWTT 특성이 현저하게 열등하다. 따라서, 가속 냉각의 냉각 속도는 10 ℃/s 이상 80 ℃/s 이하로 하고, 20 ℃/s 이상 60 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 냉각 속도는 냉각 개시 온도와 냉각 정지 온도의 차를 소요 시간으로 나눈 평균 냉각 속도를 가리킨다.When the cooling rate of accelerated cooling is less than 10 degrees C / s, ferrite transformation may generate | occur | produce during cooling, and base material strength may fall. In addition, when the amount of ferrite produced increases, the interface between ferrite and bainite, which is the starting point of ductile cracking or brittle cracking, increases, resulting in lower Charpy impact absorption energy and inferior DWTT characteristics. On the other hand, when it exceeds 80 ° C / s, martensite transformation occurs especially in the vicinity of the steel plate surface layer, and the base metal strength increases, but the Charpy impact absorption energy of the base material is remarkably low, and the DWTT characteristics are remarkably inferior. Therefore, it is preferable to make the cooling rate of accelerated cooling into 10 degrees C / s or more and 80 degrees C / s or less, and to set it as 20 degrees C / s or more and 60 degrees C / s or less. In addition, a cooling rate points out the average cooling rate which divided | divided the difference of cooling start temperature and cooling stop temperature by the time required.

가속 냉각의 냉각 정지 온도:Ms 점 이상 (Ms 점+100 ℃) 이하Cooling stop temperature of acceleration cooling: More than Ms point (Ms point +100 degrees Celsius) or less

가속 냉각의 냉각 정지 온도가 Ms 점 미만에서는, 마텐자이트 변태가 발생하여 모재 강도는 상승하지만, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아지고, DWTT 특성이 현저하게 열등한 경우가 있고, 특히 강판 표층 근방에서 그 경향은 현저해진다. 한편, 냉각 정지 온도가 (Ms 점+100 ℃) 를 초과하면, 냉각 정지 후의 공랭 과정에서 조대한 시멘타이트나 베이나이트 변태에 수반되는 섬형상 마텐자이트가 생성되어, 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지고, DWTT 특성이 열등한 경우가 있다. 따라서, 가속 냉각의 냉각 정지 온도는 Ms 점 이상 (Ms 점+100 ℃ 이하) 으로 하고, Ms 점 이상 (Ms 점+60 ℃ 이하) 으로 하는 것이 바람직하다.When the cooling stop temperature of the accelerated cooling is less than the Ms point, martensite transformation occurs and the base material strength increases, but the Charpy impact absorption energy of the base material is remarkably low, and DWTT characteristics are remarkably inferior, in particular, the steel plate surface layer. In the vicinity, the trend becomes significant. On the other hand, when cooling stop temperature exceeds (Ms point +100 degreeC), in the air cooling process after cooling stop, the island-like martensite accompanying coarse cementite and bainite transformation will produce | generate, and Charpy shock absorption energy will become low, and DWTT There are cases where the characteristics are inferior. Therefore, it is preferable to make the cooling stop temperature of accelerated cooling into Ms point or more (Ms point +100 degrees C or less), and to make Ms point or more (Ms point +60 degrees C or less).

가속 냉각 후의 유지:냉각 정지 온도±50 ℃ 의 온도 범위에서 50 s 이상 300 s 미만Maintenance after accelerated cooling: 50 s or more and less than 300 s in the temperature range of cooling stop temperature ± 50 ° C

가속 냉각 후의 유지 조건은, 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경을 제어하여, 높은 샤르피 충격 흡수 에너지나 우수한 DWTT 성능을 얻기 위해서 적정하게 제어할 필요가 있다. 가속 냉각 후의 유지 온도가 냉각 정지 온도 -50 ℃ 미만에서는, 냉각에 의해 변태 생성된 베이나이트 중에 과포화로 고용되어 있는 탄소를 시멘타이트로서 충분히 석출할 수 없어, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 낮아지고, DWTT 특성이 열등하다. 한편, 유지 온도가 냉각 정지 온도+50 ℃ 를 초과하면, 베이나이트 중의 시멘타이트가 응집·조대화되어, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아지고, DWTT 특성이 현저하게 열등하다. 따라서, 가속 냉각 후의 유지 온도는 냉각 정지 온도±50 ℃ 로 한다.Holding conditions after accelerated cooling are appropriately controlled in order to control the average particle diameter of cementite present in bainite and to obtain high Charpy impact absorption energy and excellent DWTT performance. When the holding temperature after the accelerated cooling is lower than the cooling stop temperature of -50 ° C, carbon dissolved in supersaturation in the bainite transformed by cooling cannot be sufficiently precipitated as cementite, and the Charpy impact absorption energy of the base material is low, and DWTT Characteristics are inferior On the other hand, when the holding temperature exceeds the cooling stop temperature + 50 ° C, cementite in bainite aggregates and coarsens, and the Charpy impact absorption energy of the base material is remarkably lowered, and the DWTT characteristic is remarkably inferior. Therefore, the holding temperature after accelerated cooling shall be cooling stop temperature ± 50 ° C.

또, 가속 냉각 후의 유지 시간이 50 s 미만에서는, 냉각에 의해 변태 생성된 베이나이트 중에 과포화로 고용되어 있는 탄소를 미세한 시멘타이트로서 충분히 석출할 수 없어, 모재 인성이 낮아진다. 한편, 유지 시간이 300 s 이상에서는, 베이나이트 중의 시멘타이트가 응집·조대화되어, 모재의 샤르피 충격 흡수 에너지가 현저하게 낮아지고, DWTT 특성이 현저하게 열등하다. 따라서, 가속 냉각 후의 유지 시간은 50 s 이상 300 s 미만으로 한다.When the holding time after accelerated cooling is less than 50 s, carbon dissolved in supersaturation in the bainite transformed by cooling cannot be sufficiently precipitated as fine cementite, resulting in low base metal toughness. On the other hand, when the holding time is 300 s or more, the cementite in bainite coagulates and coarsens, the Charpy impact absorption energy of the base material is remarkably low, and the DWTT characteristic is remarkably inferior. Therefore, the holding time after accelerated cooling shall be 50 or more and less than 300 s.

100 ℃ 이하의 온도역 (실온) 까지 공랭Air cooling up to the temperature range (room temperature) below 100 ℃

가속 냉각시켜 냉각 정지 온도±50 ℃ 의 온도 범위에서 50 s 이상 300 s 미만 유지한 후, 100 ℃ 이하의 온도역 (실온) 까지 공랭을 실시한다.After accelerated cooling and holding at least 50 s or less than 300 s in the temperature range of the cooling stop temperature ± 50 ° C, air cooling is carried out to a temperature range (room temperature) of 100 ° C or less.

또한, 상기 가속 냉각 후에는, 재가열은 하지 않는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 350 ℃ 이상으로의 재가열을 하지 않는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable not to reheat after the said accelerated cooling. More specifically, it is preferable not to reheat to 350 degreeC or more.

또, 본 발명에서는 Ar3 점, Ms 점은 각 강 소재 중의 각 원소의 함유량에 의거하는 다음 식을 사용해서 계산하여 얻어지는 값을 사용하는 것으로 한다. 각 식 중의 원소 기호는, 강 중의 각 원소의 함유량 (질량%) 을 나타낸다. 함유하지 않는 원소에 대해서는 0 으로 한다.In addition, in this invention, Ar 3 point and Ms point shall use the value obtained by calculating using the following formula based on content of each element in each steel raw material. The element symbol in each formula represents content (mass%) of each element in steel. It shall be 0 about the element which does not contain.

Ar3 (℃)=910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80MoAr 3 (° C) = 910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo

Ms (℃)=550-361C-39Mn-35V-20Cr-17Ni-10Cu-5(Mo+W)+15Co+30Al Ms (° C) = 550-361C-39Mn-35V-20Cr-17Ni-10Cu-5 (Mo + W) + 15Co + 30Al

상기 서술한 압연 공정에 의해 제조된 본 발명의 강판은 고강도 라인 파이프의 재료로서 바람직하게 사용된다. 본 발명의 강판을 사용하여 고강도 라인 파이프를 제조하기 위해서는, U 프레스나 O 프레스 등에 의해, 혹은 3 점 굽힘을 반복하는 프레스벤드법에 의해 대략 원통 형상으로 성형하고, 서브 머지 아크 용접 등의 용접을 실시함으로써 용접 강관으로 하고, 소정 형상이 되도록 확관한다. 이와 같이 하여 제조된 고강도 라인 파이프는 필요에 따라 표면에 도장을 실시해도 되고, 인성 향상 등을 목적으로 한 열 처리를 실시해도 된다.The steel plate of this invention manufactured by the rolling process mentioned above is used suitably as a material of a high strength line pipe. In order to manufacture a high-strength line pipe using the steel plate of this invention, it shape | molds in substantially cylindrical shape by U press, O press, etc., or by the press-bend method which repeats 3-point bending, welding of submerged arc welding, etc. By carrying out, it becomes a welded steel pipe and expands so that it may become a predetermined shape. The high strength line pipe manufactured in this way may be coated on the surface as needed, and heat processing for the purpose of toughness improvement etc. may be performed.

실시예 1Example 1

이하, 발명의 실시예에 대해서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described.

표 1 에 나타내는 성분 조성 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 으로 이루어지는 용강을 전로에서 용제하고, 220 mm 두께의 슬래브로 한 후, 표 2 에 나타내는 열간 압연, 가속 냉각, 가속 냉각 후의 유지를 실시하고, 100 ℃ 이하의 온도역 (실온) 까지 공랭시킴으로써 판 두께가 25 mm 인 후강판을 제조하였다.After melting the molten steel which consists of the component composition (residual Fe and unavoidable impurity) shown in Table 1 in the converter, and made it into the slab of 220 mm thickness, it hold | maintained after hot rolling, accelerated cooling, and accelerated cooling shown in Table 2, And the steel plate of 25 mm in thickness were manufactured by air cooling to the temperature range (room temperature) of 100 degrees C or less.

Figure 112017094678141-pct00001
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Figure 112017094678141-pct00002
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이상에 의해 얻어진 후강판으로부터, API-5L 에 준거한 인장 방향이 C 방향이 되는 전체 두께 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 실시하여, 항복 강도 (YS), 인장 강도 (TS) 를 구하였다. 또, 샤르피 충격 시험은, 판두께 방향의 1/2 위치로부터 2 mm 의 V 노치를 갖는 길이 방향이 C 방향이 되는 샤르피 시험편을 채취하고, -40 ℃ 에서 ASTM A370 에 준거한 샤르피 충격 시험을 실시하여, 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 를 구하였다. 또한, API-5L 에 준거한 길이 방향이 C 방향이 되는 프레스 노치형 전체 두께 DWTT 시험편을 채취하고, -40 ℃ 에서 낙중에 의한 충격 굽힘 하중을 가하여, 파단된 파면의 연성 파면율 (SA-40℃) 을 구하였다. 그리고, 판두께 방향의 1/2 위치로부터 조직 관찰용 시험편을 채취하고, 하기 방법으로 조직의 동정, 베이나이트, 섬형상 마텐자이트 및 잔부 조직의 면적률 그리고 시멘타이트의 평균 입경을 구하였다.From the thick steel plate obtained by the above, the full thickness tensile test piece whose tensile direction based on API-5L becomes a C direction was taken, the tensile test was done, and yield strength (YS) and tensile strength (TS) were calculated | required. Moreover, the Charpy impact test collects the Charpy test piece in which the longitudinal direction which has a V notch of 2 mm from the 1/2 position of a plate thickness direction becomes a C direction, and performs the Charpy impact test based on ASTM A370 at -40 degreeC. The Charpy impact absorption energy (vE- 40 degreeC) was calculated | required. In addition, the press-notched full-thickness DWTT test piece whose longitudinal direction based on API-5L becomes C direction is extract | collected, and the soft fracture rate (SA- 40) of the fracture | rupture fractured by applying the impact bending load by dropping at -40 degreeC. ℃ ) was obtained. Then, the specimens for tissue observation were taken from the 1/2 position in the plate thickness direction, and the following methods were used to determine the structure, area ratio of bainite, island-like martensite and residual structure, and average particle diameter of cementite.

<조직 관찰><Tissue observation>

강판의 판두께 방향의 1/2 위치로부터 조직 관찰용 시험편을 채취하고, L 단면 (압연 방향과 평행한 수직 단면) 을 경면 연마하고, 나이탈로 부식시킨 후, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 배율 2000 배로 무작위로 5 시야 관찰하고, 촬영한 조직 사진에 의해 조직을 동정하고, 베이나이트, 마텐자이트, 페라이트, 펄라이트 등의 각 상의 면적률을 화상 해석으로 구하였다.After taking the test piece for tissue observation from the 1/2 position of the sheet thickness direction of the steel plate, mirror-grinding the L cross section (vertical cross section parallel to the rolling direction), and corroding with nital, the scanning electron microscope (SEM) Five visual fields were randomly observed at a magnification of 2000 times, and the tissues were identified by the photographed tissue photograph, and the area ratio of each phase such as bainite, martensite, ferrite and pearlite was determined by image analysis.

다음으로, 동일한 시료를 전해 에칭법 (전해액:100 ㎖ 증류수+25 g 수산화나트륨+5 g 피크르산) 에 의해 섬형상 마텐자이트만을 출현시킨 후, SEM 을 사용하여 배율 2000 배로 무작위로 5 시야 관찰하고, 촬영한 조직 사진으로부터 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 섬형상 마텐자이트의 면적률을 화상 해석에 의해 구하였다.Next, after only the island-like martensite appeared by electrolytic etching method (electrolyte: 100 ml distilled water +25 g sodium hydroxide + 5 g picric acid), 5 visual field observations were randomly observed by 2000-times magnification using SEM, and image | photographing is carried out. The area ratio of island martensite at 1/2 position of the plate | board thickness direction was calculated | required from the structure | tissue photograph by image analysis.

또한, 재차, 경면 연마 후, 선택적 저전위 전해 에칭법 (전해액:10 체적% 아세틸아세톤+1 체적% 테트라메틸암모늄클로라이드메틸알코올) 에 의해 시멘타이트를 추출 후, SEM 을 사용하여 2000 배로 무작위로 5 시야 관찰하고, 촬영한 조직 사진으로부터 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 시멘타이트의 평균 입경 (원 상당 직경) 을 화상 해석에 의해 구하였다.In addition, after mirror polishing, cementite was extracted by selective low-potential electrolytic etching method (electrolyte: 10 vol% acetylacetone + 1 vol% tetramethylammonium chloride methyl alcohol), and then randomly observed 5 fields of vision at 2000 times using SEM. And the average particle diameter (circle equivalent diameter) of the cementite in the 1/2 position of the plate | board thickness direction was calculated | required from the image | photographed tissue photograph by image analysis.

얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.The obtained results are shown in Table 3.

Figure 112017094678141-pct00003
Figure 112017094678141-pct00003

표 3 으로부터, No.2 ∼ 13 의 강판은, 성분 조성 및 제조 방법이 본 발명에 적합한 발명예로서, 모재의 인장 강도 (TS) 가 625 MPa 이상, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 가 375 J 이상이고, 또한 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율 (SA-40℃) 이 85 % 이상으로 되어 있어, 고흡수 에너지를 갖는 고강도·고인성 강판으로 되어 있다.From Table 3, the steel sheets of Nos. 2 to 13 are the invention examples in which the component composition and the production method are suitable for the present invention, and the tensile strength (TS) of the base material is 625 MPa or more and Charpy impact absorption energy (vE) at -40 ° C. -40 degreeC ) is 375 J or more, and the ductile fracture rate (SA- 40 degreeC) obtained by the DWTT test in -40 degreeC is 85% or more, and it is a high strength high toughness steel plate which has a high absorption energy. .

이에 비해, 비교예의 No.1 은 C 량이, 비교예의 No.18 은 Mn 량이, 각각 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 냉각 중에 발생한 페라이트나 펄라이트의 생성량이 많아서, 소정량의 베이나이트가 얻어지지 않아, 원하는 인장 강도 (TS) 가 얻어지지 않는다. 비교예의 No.14 는 Nb 량이, 비교예의 No.15 는 C 량이, 비교예의 No.17 은 Mn 량이, 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 가속 냉각 후에 경질인 마텐자이트의 생성량이 증가하여, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 나 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.16 은 Si 량이 본 발명 범위를 상회하고 있기 때문에, 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되는 섬형상 마텐자이트의 면적률이 많이 생성되어, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 나 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.19 는 Ti 량이 본 발명 범위를 상회하고 있기 때문에, TiN 이 조대화되어, 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되어, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 나 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.20 은 Ti 량이 본 발명 범위를 하회하고 있기 때문에, 질화물 (TiN) 의 피닝 효과에 의한 오스테나이트립의 미세화 효과가 얻어지지 않아, 원하는 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.21 은 Nb 량이 본 발명 범위를 하회하고 있기 때문에, 미재결정역 압연의 미세화 효과가 얻어지지 않아, 원하는 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 또한, 냉각 중에 발생한 페라이트나 펄라이트의 생성량이 많기 때문에, 소정량의 베이나이트가 얻어지지 않아, 원하는 인장 강도 (TS) 가 얻어지지 않는다.On the other hand, since the amount of C in the comparative example No. 1 and the amount of Mn in the comparative example No. 18 were less than the range of the present invention, respectively, the amount of generation of ferrite and pearlite generated during cooling was high, and a predetermined amount of bainite was obtained. And the desired tensile strength TS is not obtained. Since the amount of Nb in the comparative example No. 14 is the amount of Nb, the amount of C in the comparative example No. 15 is the amount of C and the amount of Mn in the comparative example No. 17 exceeds the scope of the present invention, the amount of hard martensite produced after accelerated cooling increases. The desired Charpy impact absorption energy (vE-40 ° C) and the DWTT characteristic (SA-40 ° C) cannot be obtained. In No. 16 of the comparative example, since the amount of Si exceeds the scope of the present invention, a large area ratio of island-like martensite, which is a starting point of ductile cracking and brittle cracking, is generated, and the desired Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C ) is achieved. ) And DWTT characteristics (SA- 40 ° C ) are not obtained. In No. 19 of the comparative example, since Ti amount exceeded the scope of the present invention, TiN coarsened and became a starting point of ductile cracking and brittle cracking, and desired Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C ) and DWTT characteristics (SA -40 ° C ) is not obtained. In No. 20 of the comparative example, since the amount of Ti was less than the scope of the present invention, the micronized effect of austenite grains due to the pinning effect of nitride (TiN) was not obtained, and the desired DWTT characteristic (SA- 40 ° C ) was not obtained. . In No. 21 of the comparative example, since the amount of Nb was less than the scope of the present invention, the effect of miniaturization of unrecrystallized rolling was not obtained, and the desired DWTT characteristic (SA- 40 ° C ) was not obtained. In addition, since the amount of generation of ferrite and pearlite generated during cooling is large, a predetermined amount of bainite is not obtained, and the desired tensile strength TS is not obtained.

실시예 2Example 2

표 1 에 나타내는 강 B, F 및 K 의 성분 조성 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 으로 이루어지는 용강을 전로에서 용제하고, 220 mm 두께의 슬래브로 한 후, 표 4 에 나타내는 열간 압연, 가속 냉각, 가속 냉각 후의 유지를 실시하고, 100 ℃ 이하의 온도역 (실온) 까지 공랭시킴으로써 판 두께가 25 mm 인 후강판을 제조하였다.After the molten steel which consists of the composition of steel B, F, and K shown in Table 1 (residual remainder Fe and an unavoidable impurity) is melted in a converter, it is made into the slab of 220 mm thickness, and hot rolling, accelerated cooling shown in Table 4, After the accelerated cooling was carried out, a thick steel sheet having a thickness of 25 mm was produced by air cooling to a temperature range (room temperature) of 100 ° C or lower.

Figure 112019016043851-pct00004
Figure 112019016043851-pct00004

이상에 의해 얻어진 후강판에 대하여, 실시예 1 과 동일하게, 전체 두께 인장 시험, 샤르피 충격 시험, 프레스 노치형 전체 두께 DWTT 시험을 실시하여, 항복 강도 (YS), 인장 강도 (TS), 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 및 연성 파면율 (SA-40℃) 을 측정하였다.The thick steel sheet obtained by the above was subjected to the full thickness tensile test, the Charpy impact test, the press-notched full thickness DWTT test in the same manner as in Example 1, and to yield strength (YS), tensile strength (TS), and Charpy impact. Absorption energy (vE- 40 degreeC) and ductile wavefront rate (SA- 40 degreeC ) were measured.

얻어진 결과를 표 5 에 나타낸다.The obtained results are shown in Table 5.

Figure 112019016043851-pct00005
Figure 112019016043851-pct00005

표 5 로부터, 본 발명의 제조 조건을 만족시키는 No.22 ∼ 24, 34 ∼ 36, 39, 40 의 강판은, 성분 조성 및 제조 방법이 본 발명에 적합한 발명예로서, 모재의 인장 강도 (TS) 가 625 MPa 이상, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 가 375 J 이상이고, 또한 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율 (SA-40℃) 이 85 % 이상으로 되어 있어, 고흡수 에너지를 갖는 고강도·고인성 강판으로 되어 있다. 또한, No.23 및 No.35 는 미재결정 온도역의 누적 압하율이 적합 범위이기 때문에, 동일한 조성을 갖는 강판 중에서, 오스테나이트의 미세화에서 기인되어 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 나 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 보다 고위로 되어 있다.From Table 5, the steel sheets of Nos. 22 to 24, 34 to 36, 39, and 40, which satisfy the manufacturing conditions of the present invention, the component composition and the production method are examples of the invention suitable for the present invention, and the tensile strength (TS) of the base material. Is 625 MPa or more, the Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C ) at -40 ° C is 375 J or more, and the ductile wavefront ratio (SA- 40 ° C ) obtained in the DWTT test at -40 ° C is 85% or more. It is made of a high strength, high toughness steel sheet having high absorption energy. In addition, since No.23 and No.35 have a cumulative reduction ratio in the unrecrystallized temperature range, the Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C ) and DWTT characteristics are caused by the miniaturization of austenite in steel sheets having the same composition. (SA- 40 ° C ) is higher.

이에 비해, 비교예의 No.28 은 압연 종료 온도 및 냉각 개시 온도가 본 발명 범위를 하회하기 때문에, 압연 중 혹은 냉각 중에 발생한 페라이트의 생성량이 많아서, 소정량의 베이나이트가 얻어지지 않아, 원하는 인장 강도 (TS) 가 얻어지지 않는다. 또한, 압연시에 발달된 집합 조직의 영향에 의한 세퍼레이션이 발생하여, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 가 얻어지지 않는다. 비교예의 No.29 는 가속 냉각시의 냉각 속도가 본 발명 범위를 하회하기 때문에, 냉각 중에 발생한 페라이트나 펄라이트의 생성량이 많아서, 소정량의 베이나이트가 얻어지지 않아, 원하는 인장 강도 (TS) 가 얻어지지 않는다. 비교예의 32 및 비교예의 No.37 은 냉각 정지 온도가 본 발명 범위를 상회하기 때문에, 냉각 정지 후의 공랭 과정에서 조대한 시멘타이트나 상부 베이나이트 변태에 수반되는 섬형상 마텐자이트의 생성이 현저해져, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 및 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.31 및 비교예의 No.38 은 가속 냉각 정지 후의 유지 온도 시간이 본 발명 범위를 상회하기 때문에, 베이나이트 중의 시멘타이트가 응집·조대화되어, 연성 균열이나 취성 균열의 발생 기점이 되기 때문에, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 및 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.41 은 가속 냉각시의 냉각 속도가 본 발명 범위를 상회하기 때문에, 가속 냉각 후에 경질인 마텐자이트의 생성량이 증가하여, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 나 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.33 및 비교예의 No.42 는 냉각 정지 온도가 본 발명 범위를 하회하기 때문에, 마텐자이트의 생성량이 증가하여, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 나 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다. 비교예의 No.30 및 비교예의 No.43 은 가속 냉각 정지 후의 유지 온도 시간이 본 발명 범위를 하회하기 때문에, 냉각에 의해 변태 생성된 베이나이트 중에 과포화로 고용되어 있는 탄소를 미세한 시멘타이트로서 충분히 석출할 수 없기 때문에, 원하는 샤르피 충격 흡수 에너지 (vE-40℃) 및 DWTT 특성 (SA-40℃) 이 얻어지지 않는다.On the other hand, in No. 28 of the comparative example, since the rolling end temperature and the cooling start temperature were lower than the range of the present invention, the amount of generation of ferrite generated during rolling or cooling was large, so that a predetermined amount of bainite was not obtained, and thus the desired tensile strength. (TS) is not obtained. In addition, the separation due to the influence of the texture development to occur during rolling, the desired Charpy impact absorption energy (vE -40 ℃) it can not be obtained. In No. 29 of the comparative example, since the cooling rate at the time of accelerated cooling is less than the range of the present invention, the amount of generation of ferrite and pearlite generated during cooling is large, and a predetermined amount of bainite is not obtained, so that the desired tensile strength TS is obtained. I do not lose. In Comparative Example 32 and No. 37 of Comparative Example, since the cooling stop temperature exceeds the range of the present invention, the formation of island-like martensite accompanying coarse cementite or upper bainite transformation in the air cooling process after cooling stop becomes remarkable. Desired Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C. ) and DWTT characteristics (SA- 40 ° C. ) are not obtained. In the case of No. 31 of Comparative Example and No. 38 of Comparative Example, since the holding temperature time after the accelerated cooling stop exceeded the scope of the present invention, cementite in bainite coagulated and coarsened and became a starting point of ductile cracking and brittle cracking. , Desired Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C ) and DWTT characteristics (SA- 40 ° C ) cannot be obtained. In No. 41 of the comparative example, since the cooling rate at the time of accelerated cooling exceeds the range of the present invention, the amount of hard martensite produced after the accelerated cooling increases, and the desired Charpy impact absorption energy (vE- 40 ° C ) or DWTT characteristics ( SA- 40 ° C. ) is not obtained. Comparative Examples No.33 and No.42 of the comparative example is lower than the range of the present invention because the cooling stop temperature, by increasing the amount of martensite, the desired Charpy impact absorption energy (vE -40 ℃) and DWTT characteristics (SA - 40 ° C. ) is not obtained. In Comparative Example No. 30 and Comparative Example No. 43, since the holding temperature time after the accelerated cooling stop was lower than the range of the present invention, carbon solid-dissolved in supersaturation in the bainite transformed by cooling was sufficiently precipitated as fine cementite. Since it cannot be obtained, desired Charpy impact absorption energy (vE- 40 degreeC) and DWTT characteristic (SA- 40 degreeC) are not obtained.

산업상 이용가능성Industrial availability

본 발명의 고흡수 에너지를 갖는 고강도·고인성 강판을 천연 가스나 원유 등의 수송용으로서 사용되는 라인 파이프에 적용함으로써, 고압화에 의한 수송 효율의 향상이나 박육화에 의한 현지 용접 시공 효율의 향상에 크게 공헌할 수 있다.
By applying the high strength, high toughness steel sheet having the high absorption energy of the present invention to a line pipe used for transporting natural gas, crude oil, etc., it is possible to improve the transport efficiency by high pressure or improve the local welding construction efficiency by thinning. You can contribute greatly.

Claims (3)

질량% 로,
C:0.03 % 이상 0.08 % 이하,
Si:0.01 % 이상 0.50 % 이하,
Mn:1.5 % 이상 2.5 % 이하,
P:0.001 % 이상 0.010 % 이하,
S:0.0030 % 이하,
Al:0.01 % 이상 0.08 % 이하,
Nb:0.010 % 이상 0.080 % 이하,
Ti:0.005 % 이상 0.025 % 이하,
N:0.001 % 이상 0.006 % 이하
를 함유하고, 추가로
Cu:0.01 % 이상 1.00 % 이하,
Ni:0.01 % 이상 1.00 % 이하,
Cr:0.01 % 이상 1.00 % 이하,
Mo:0.01 % 이상 1.00 % 이하,
V:0.01 % 이상 0.10 % 이하,
B:0.0005 % 이상 0.0030 % 이하
에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강판이고,
그 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 섬 형상 마텐자이트의 면적률이 3 % 미만으로, 또한 상기 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트의 면적률이 90 % 이상이고, 상기 강판의 판두께 방향의 1/2 위치에 있어서의 베이나이트 중에 존재하는 시멘타이트의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하인 마이크로 조직을 갖고, 인장 강도가 625 MPa 이상 788 MPa 이하이고, -40 ℃ 에서의 샤르피 충격 흡수 에너지가 375 J 이상 445 J 이하이고, 또한 -40 ℃ 에서의 DWTT 시험에서 얻어진 연성 파면율이 85 % 이상 95 % 이하인 고강도·고인성 강판.
In mass%,
C: 0.03% or more and 0.08% or less,
Si: 0.01% or more and 0.50% or less,
Mn: 1.5% or more and 2.5% or less,
P: 0.001% or more and 0.010% or less,
S : 0.0030% or less
Al: 0.01% or more and 0.08% or less,
Nb: 0.010% or more and 0.080% or less,
Ti: 0.005% or more and 0.025% or less,
N: 0.001% or more and 0.006% or less
Containing, in addition
Cu: 0.01% or more and 1.00% or less,
Ni: 0.01% or more and 1.00% or less,
Cr: 0.01% or more and 1.00% or less,
Mo: 0.01% or more and 1.00% or less,
V: 0.01% or more and 0.10% or less,
B: 0.0005% or more and 0.0030% or less
Contains one or more selected from
The balance is a steel sheet having a component composition composed of Fe and unavoidable impurities,
The area ratio of the island-like martensite in the 1/2 position in the plate thickness direction of the steel sheet is less than 3%, and the area ratio of the bainite in the 1/2 position in the plate thickness direction of the steel sheet is 90%. It has a microstructure which is% or more, the average particle diameter of the cementite which exists in the bainite in the 1/2 position of the plate thickness direction of the said steel plate is 0.5 micrometer or less, and tensile strength is 625 MPa or more and 788 MPa or less, -40 degreeC The high strength, high toughness steel sheet whose Charpy impact absorption energy in is 375 J or more and 445 J or less, and the ductile fracture rate obtained by the DWTT test at -40 degreeC is 85% or more and 95% or less.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성에 더하여 추가로 질량% 로,
Ca:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하,
REM:0.0005 % 이상 0.0200 % 이하,
Zr:0.0005 % 이상 0.0300 % 이하,
Mg:0.0005 % 이상 0.0100 % 이하
에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 고강도·고인성 강판.
The method of claim 1,
In addition to the component composition, in mass%,
Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less,
REM: 0.0005% or more and 0.0200% or less,
Zr: 0.0005% or more and 0.0300% or less,
Mg: 0.0005% or more and 0.0100% or less
High strength, high toughness steel sheet containing at least one member selected from.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고강도·고인성 강판의 제조 방법으로,
강 슬래브를 1000 ℃ 이상 1250 ℃ 이하로 가열하고,
오스테나이트 재결정 온도역에 있어서 압연 후,
오스테나이트 미재결정 온도역에 있어서 누적 압하율 60 % 이상의 압연을 실시하고,
(Ar3 점+50 ℃) 이상 (Ar3 점+150 ℃) 이하의 온도에서 압연을 종료하고,
Ar3 점 이상 (Ar3 점+100 ℃) 이하의 냉각 개시 온도로부터 10 ℃/s 이상 80 ℃/s 이하의 냉각 속도로 Ms 점 이상 (Ms 점+100 ℃) 이하의 냉각 정지 온도까지 가속 냉각을 하고,
또한 냉각 정지 온도±50 ℃ 의 온도 범위에서 50 s 이상 300 s 미만 유지하고,
그 후 100 ℃ 이하의 온도역까지 공랭을 실시하는
고강도·고인성 강판의 제조 방법.
In the manufacturing method of the high strength high toughness steel plate of Claim 1 or 2,
The steel slab is heated to 1000 ° C or higher and 1250 ° C or lower,
After rolling in the austenite recrystallization temperature range,
In the austenite unrecrystallized temperature range, rolling with a cumulative reduction of 60% or more,
The rolling is finished at a temperature of (Ar 3 points + 50 ° C.) or more (Ar 3 points + 150 ° C.) or less,
Accelerated cooling from a cooling start temperature of at least 3 Ar ( 3 points of + 100 ° C.) to a cooling stop temperature of at least Ms (Ms + 100 ° C.) at a cooling rate of 10 ° C./s or more and 80 ° C./s or less. ,
Furthermore, the cooling stop temperature is maintained at 50 s or more and less than 300 s in the temperature range of ± 50 ° C
After that, air-cooled to a temperature range of 100 ° C or less
Manufacturing method of high strength, high toughness steel plate.
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